Jan 312014
 

 

Светлината

kolbreac1 Както всички знаем светлината е видимата част от електромагнитното излъчване. Дължината на вълната видима като светлина за човешката ретина е в диапазона от 380-400 до 760-780 nm. По-късата дължина на вълната е в ултравиолетовата част на излъчването, а по-дългата – в инфрачервената част, която се възприема и като топлина. Съвременните представи за светлината са, че тя има корпускулярно-вълнови характер. Т.е. светлината от една страна може да се разглежда като електромагнитна вълна, разпространяваща се във вакум с постоянна скорост, а от друга, като поток фотони частици с определена енергия, импулс, момент на импулса и собствена маса равна на нула (в покой). Светлината за разлика от звука може да се разпространява и във вакум. Средата, в която се разпространява светлината влияе  на нейната скорост. Скоростта, с която светлината се разпространява във вакум е константа и е 299 792 458 m/s. Тя е толкова неизменна, че вече дори основната мерна единица – метъра се измерва с разстоянието, което светлината изминава за определено време. Така скоростта на светлината става фундаментална физична величина с абсолютна стойност. Имаме два вида източници на светлина: естествени (звездите, светкавиците, галактиките, полярното сияние, луната и слънцето), естествени източници са и животни и растения, излъчващи светлина, като светулките, някои риби, гъби и насекоми (биолуминисценция), някои химични елементи при определени условия също светят (хемилуминесценция) и изкуствени източници: това е светлина създадена по изкуствен път от човека, като се започне от факли, свещи, огън и се стигне до електрически източници на светлина. Най-яркият и мощен източник на светлина е лазерът. Той е източник на монохроматична, кохерентна, насочена светлина. Изпуска тънък, добре насочен сноп с постоянна дължина на вълната (еднакъв цвят), постоянна фаза и голяма яркост, а най-разпространен, все още е, обикновената електрическа крушка с нажежаема жичка. Крушката, както често се нарича от повечето хора електрическата лампа с едисонова жичка, е изобретена от едноименния физик и използва ефекта на загряване и отделяне на светлина на електрически проводник с високо съпротивление, когато през него преминава електрически ток. Други видове лампи са луминисцентните лампи, метал-халогенните лампи, натриевите лампи, живачни лампи и LED лампите.

Основни характеристики на светлината

1. Светлинен поток, който се измерва в лумени (lm), един лумен е равен на светлинния поток, излъчван от точковиден източник в пространствен ъгъл 1 стерадиан при интензитет на светлината 1 кандела. и съпоставен с консумацията във ватове (W), е основен показател за енергоефективността на лампите. Например при обикновената крушка при консумация от 100W, светлинният поток е 1300-1530lm. При енергоспестяваща лампа от типа CFL, при 20W получаваме 1100lm, т.е. 55lm/W, затова често се казва, че енергоспестяващата крушка е 5 пъти по-ефективна от обикновената. При LED лампите имаме още по-голяма ефективност от порядъка на 90 до 160lm/W. Разбира се има модели, при които това съотношение е дори по-голямо и обратно. 2. Интензитет – силата на светлината се измерва в кандела (равна на интензитета на светлината в дадено направление от източник на монохроматично лъчение с честота 540·1012 херца, енергийната сила на светлината на който в това направление е (1/683) W/sr.) Тази честота съответства на зеления цвят, към който човешкото око е най-чувствително. Думата candela идва от латинската дума за свещ, защото е приблизително равна на силата на светлината, излъчвана от една свещ. Затова преди време силата на светлината се е определяла в свещи. Сега това е вече остаряло. Така например, една лампа с нажежаема жичка с мощност 100W е с интензитет на светлината 100cd, но една LED лампа с мощност 5W има 30cd интензитет.

спектър

Дължина на електромагнитната вълна и приложението и в някои устройства.

3. Дължина на вълната – наричана и период във физиката, представлява разстоянието между два съседни максимума (или минимума) в синусоидата на вълната. Броят на вълните за единица време се нарича честота. При светлината имаме ултравиолетови лъчи, видима светлина и инфрачервена светлина, ако разширим диапазона стигаме до радиовълни, рентгенови и гама лъчи.

spectral_responses2

Дължината на вълната във функция от интензитета за някои от най-разпространените видове лампи е показана на фигура 1. Ако трябва да анализираме светлинния спектър във видимата част от дължината на вълната на различните лампи, съотнесен към спектъра на дневната светлина, ще забележим, че докато при дневната (слънчевата) светлина имаме сравнително равномерен интензитет при всички дължини, при лампата с едисонова жичка, при дължини на вълната в ултравиолетовия и синия спектър интензивността (силата на светене) е доста по-слаба и се увеличава постепенно, като в червената и инфрачервената част на спектъра интензитета е дори по-голям от този на дневната светлина. Основният недостатък на обикновената крушка е, че при нея приблизително 95% от енергията, консумирана от лампата, се отделя като топлина, което се вижда и от графиката, а само 5% – като видима светлина. Флуоресцентната или луминесцентната лампа, както е показано на фиг.1 има доста дупки в спектъра и е с най-слабите показатели от всички показани лампи. Халогенната лампа, известна също като волфрамова халогенна лампа или кварцова йодна лампа, представлява крушка с нажежаема жичка, в която има добавен малко количество халоген, например йод или бром. Комбинацията от халогенния газ и нажежаемата волфрамова нишка произвежда халогенна циклична химична реакция, която отново отлага изпарения волфрам обратно върху нишката, увеличавайки нейния живота и поддържа чистотата на обвивката. При нея спектъра е много близък до този на слънчевата светлина, като единствената разлика е във синята част на спектъра, където интензитета е много нисък, затова и светлината от халогенните лампи ни изглежда малко жълта, затова и има пик в спектъра на този вид крушки именно в тази зона на спектъра. LED лампите, на които ще се спрем по-подробно по-нататък в изложението имат спектър различен за различният вид светодиодни лампи. При студено бялата светодиодна лампа имаме максимум в спектъра около 450nm дължина на вълната (синия спектър), докато при топло-бялата LED лампа пикът е при 550nm дължина на вълната и обърнете внимание на резкия спад в синята част на спектъра, което води до топло-бялата светлина, излъчвана от този вид LED лампи. Изводът е, че ако съчетаем студено бели и топло бели LED лампи ще наподобим силно спектъра на слънчевата светлина.

4. Цветна температура –  наричана още спектрофотометрична или колориметрична температура, характеризира интензитета на излъчването на източника на светлина , като функция от дължината на вълната в оптичния диапазон. Съгласно формулата на Планк , цветната температура се определя като температура на абсолютно черно тяло , при което то излъчва радиация от същия цветен тон, какъвто е на разглежданото лъчение. Характеризира относителният дял излъчване с определен цвят в източник на видима светлина. Използва се в колориметрията, астрофизика (изследване на разпределението на енергията в спектъра на звездите ) и се измерва в Келвин. Един келвинов градус е равен на един целзиев градус, но двете скали са изместени една спрямо друга (°C = K – 273,15). Цветната температура характеризира спектралния състав на източника на светлина.

533px-PlanckianLocus

фиг.2

За да стане по-ясно ще дадем примери: обикновената парафинова свещ има цветна температура от 1900 К, лампите с нажежаема жичка – 2700 – 3000 К, халогенните лампи – 3500 К, лампи за осветяване на витрините с месо в магазините (имат засилен интензитет в червената част на спектъра) –  3890 К, луминесцентните лампи 4500 – 6500, дневна светлина (средно) – 5200 К, дневна светлина при облачно време 6500 К, лампа за аквариуми (имат актиниево син оттенък) 10 000 К, ясно синьо небе през зимата  15 000 K, синьо небе в полярните ширини20 000 K.

colors

фиг.3

5. Осветеност – характеризира отношението между светлинния поток, падащ върху дадена повърхност, и площта и. Измерва се в лукс, означава се с lx и е равна на 1 лумен на квадратен метър). Количеството светлина, отразено от повърхността, се нарича яркост.

Как да четем написаното върху опаковките на лампите. Някои сравнения.

1. Произведената светлина в лумени. Ако разделите посочените лумени на ватовете на крушката ще получите нейната ефективност. За база може да се ползва крушка с нажежаема жичка: 100W съответстват 1300-1530 лумена, на крушка от 75W – 920-1060 лумена, на 60W – 700-810 лумена, на 40W – 410-470 лумена, а на 25W – 220-250 лумена.

2. Продължителност на живота на лампите. Измерва се в часове. Обикновените лампи имат около 1000 h. LED лампите имат живот над 15 000 h. Енергоефективните лампи също имат дълъг живот, но той зависи от честото им включване и изключване. При чести комутации ресурса им рязко намалява.

3. Цвят на светлината. Това е подробно обяснената по-горе цветна температура. Обикновената лампа има единствено топло бяла светлина, докато при LED лампите цветната температура може да се избира между топло бяла  2700 К, студено бяла 5500-6500К, или неутрална-4000К най-близка до слънчевата. Най голяма ефективност се получава при студено бялата светлина.

4. Брой включвания и изключвания. Тази информация е особено важна за енергоспестяващите крушки. Не трябва да се инсталират стандартни компактни луминесцентни крушки (3000-6000 включвания или изключвания) на места като тоалетни или коридори със сензори за движение, където те ще бъдат включвани и изключвани често, т.е. над 3 пъти на ден. LED лампите нямат проблем с комутациите.

5. Време за достигане на максимална осветеност или бързина на загряване на лампата. Стандартните компактни луминесцентни лампи (енергоспестяващите) загряват сравнително по-бавно от обикновените и LED лампите.

6. Регулиране силата на светене, димируемост на лампата. Винаги проверявайте дали лампата е димируема ако смятате да я използвате в система с регулируемо осветление. Повечето стандартни енергоспестяващи лампи не са димируеми, но има и изключения.

7. Работна температура. Ако лампата се използва за външно осветление или в по-високи планински места през зимата може светлинния поток да намалее при ниски температури. По принцип енергоспестяващите лампи са по-чувствителни на промени на температурата и влажността.

8. Размери. Важно е да се провери размера на лампата, ако трябва да се постави на точно определено място с неголеми размери. Обикновено LED лампите са най-компактни от всички. От направените сравнения се налага извода, че в момента LED лампите са най-икономични, с най-добър светлинен спектър, с възможност за избор на цветна температура, компактни, с много дълъг живот, най-бързо загряващи и могат да ви спестят много пари.

LED лампи
led lamps

Различни модели LED лампи

LED лампите, наричани още светодиодни лампи са създадени на базата на светодиоди (LED). LED лампите имат дълъг живот и висока електрическа ефективност (много висок светлинен добив), която е няколко пъти по-висока от лампите с нажежаема жичка, и значително по-висока, отколкото повечето флуоресцентни лампи, а с някои чипове могат да достигнат излъчване повече от 150 лумена на ват.

Подобно на лампите с нажежаема жичка и за разлика от повечето флуоресцентни лампи (например тръбни и CFL), LED светлината след включване достига пълна яркост за милисекунди, без нужда от време за загряване. Живота на флуоресцентното осветление също така намалява с честото включване и изключване. Първоначална цена на LED лампата е обикновено по-висока от тази на обикновените лампи и съизмерима с цената на енергоспестяващите (CFL), но с продължаващите и днес изследвания в областта на органичните светодиоди (OLED) и полимерните светодиоди (PLED), цената за произведен лумен светлинен поток на устройството наречено LED лампа бързо намалява. За това допринася и лавинообразната им разпространение.
Някои LED лампи са направени, за да бъдат директно съвместими с цокъла на лампите с нажежаема жичка или луминесцентните лампи, като при подмяната на стандартните луминесцентни тръби с LED тръби в осветителните тела, задължително трябва са премахне дросела, стартера и всякаква електроника и да се подадат чисти 220 волта в двата края на LED пурата. На опаковката на LED лампата може да е показано количеството произведени лумени, консумацията на енергията във ватове, цветната температура в келвини или описание (напр. „топло бяло“), часовете живот, а понякога и еквивалентна мощност на лампа с нажежаема жичка.
LED lamps 120cm
Светодиодите не излъчват светлина във всички посоки, и тези техни характеристики свързани с посоката на светене са отразяват на проектирането на лампите, затова имаме лампи с насочен напред светлинен поток и такива с поток разпространяващ се във всички посоки (при него лампата изглежда като царевичен кочан).
led_lamp_corn
Светлинният поток на единичен светодиод е по-малък от този на лампата с нажежаема жичка и на компактните флуоресцентни лампи, затова в повечето случаи се използват повече светодиоди при проектирането на лампата. Вече все помощни версии на LED лампите стават достъпни като цена. Светодиодите са подложени на неблагоприятното влияние на високата температура, така че LED лампите с висока мощност обикновено включват в устройството си елементи за разсейване на топлината като радиатори и охлаждащи ребра.
LED_Lamp
LED лампите с общо предназначение обикновено са с бяла светлина. Светодиодите излъчват светлина в тази лента на дължината на вълните, чиито цвят е характерен за енергийната група на полупроводниковия материал, използван за да се направи LED. За да излъчват бяла светлина от светодиодите се изисква или смесване на светлината от червени, зелени и сини светодиоди, или с помощта на фосфор да се конвертира някоя от светлината на другите цветове.
original_32957
Белите LED лампи имат по-дългата продължителност на живота и по-висока ефективност (повече светлина за същото електричеството), отколкото другите видове осветление. LED източниците са компактни, което дава гъвкавост при проектиране на осветителните тела и отличен контрол върху разпределението на светлината с малки рефлектори или лещи. Поради малкия размер на светодиодите, контролът на пространственото разпределение на осветлението е изключително гъвкав и светлината и пространственото разпределение на LED излъчването може да бъде контролирано, без загуба на ефективност.
Led-Bulbs
Светодиодните лампи са направени да заемат мястото на лампите с нажежаема жичка с винтов цокъл или компактните флуоресцентни крушки (енергоспестяващите CFL). Тези лампи са изработени със стандартни за лампите цокли и форми, като например винтовия цокъл на обикновената крушка, формата MR16 с дву-пинова база, или цокъл GU5.3 (двупинова капачка) или GU10 (байонетен монтаж) и са направени съвместими с напрежението, което се подава към гнездата. Те включват схеми за коригиране на променливотоковата мощност и конвертиране на напрежението до подходяща стойност.
Някои модели LED крушки са съвместими с димери, използвани за лампи с нажежаема жичка.
LED lamps 2
LED лампите често имат като характеристика посока на светлината. Това прави използването им за художествено насочено осветление много подходящо. Използват се за осветяване на картини, замъци и църкви, подчертаване на орнаменти от фасадата и др. Лампите са намалили цените си  за няколко години в пъти и сега струват под 10лв., докато доскоро цената им беше над 50лв. Тези крушки са с по-голяма мощност и по-ефективни от компактните енергоспестяващи флуоресцентни крушки и се предлагат с продължителност на живота над 30 000 часа, но намаляват, ако работят при по-висока температура, отколкото е посочено. Лампите с нажежаема жичка имат типичен живот от 1000 часа, а компактните флуоресцентни лампи около 8000 часа.
LED крушките поддържат интензивността на произведената светлина до края на живота си. Интензитета обикновено може да падне по-малко от 10% след 6000 или повече часа на работа, и в най-лошия случай не повече от 15%. Светодиодните лампи се предлагат в разнообразие от цветови свойства. Покупната цена е по-висока в сравнение с тази на повечето други, но по-високата ефективност може да направи общата цена на притежание (покупната цена плюс разходите за електроенергия и смяна на крушки) по-ниски.
Светодиодните лампи граничат с възможността да бъдат приети като основен източник на светлина във всички случаи и напълно да заменят лампите с нажежаема жичка.
Jan 292014
 

 

 

Relesraley_2_400relay universalJQX_series_electromagnetic_relay

 

Релето е електромеханичен превключвател. Съществуват различни категоризации на релетата. По разпространените са според управляемата величина: токови релета, напреженови релета, реле за мощност, реле за налягане (пневматичен пресостат), реле за контрол на изолацията и др; по принципа на работа: електромагнитни релета, магнитоелектрически релета, електродинамични релета, индукционни релета. Съществува и отделен клас полупроводникови апарати, които при изменение на  определени физични параметри на средата, превключват електрически вериги наричани също релета. Например опторелета (оптрони), комутиращи електрически вериги при промяна на светлината, рид ампули комутиращи във функция от магнитното поле, солид стейт полупроводникови безконтактни  релета и др., на които няма да се спираме подробно. Тук ще разгледаме електромагнитните релета.

Електромагнитни релета
Electromagnetic_relay

Електромагнитно реле в прозрачен корпус.

Електромагнитните релета се състоят от електромагнит (магнитопровод от феромагнитен материал и намотка навита около магнитната сърцевина), котва от магнитноактивен материал и превключвателен механизъм. Електромагнитните релета са главно два типа – токови и напреженови. Те се разпознават по структурата на намотката. При токовите релета намотките на бобината са от дебел проводник и малко на брой, като се свързват серийно на товара. Намират приложение в различен тип токови защити. Напреженовите релета са с бобина, намотките на която са от тънък проводник, много на брой, като по този начин се получава висок импеданс и при паралелно свързване с консуматора, токът, който протича през бобината е относително малък.

Действие
Relay-Operation

Схема на работа на класическо електромагнитно реле.

Когато на изводите на намотката на релето подадем напрежение, протичащият в бобината ток индуцира магнитно поле във сърцевината на магнитопровода. Магнитното поле привлича котвата, а тя от своя страна превключва комутиращия механизъм. Ако контактите на релето са нормално отворени NO те се затварят, а ако са нормално затворени се NC се отварят, като по този начин на изхода имаме промяна на състоянието на електрическата верига. При отпадане на входното напрежение – котвата се връща в изходно положение изтласкана от пружина. Това са класически релета с две стабилни състояния.

Недостатъкът на всяко реле е в ограничения електрически живот на контактната система. При всяка комутация се образуват микро електрически дъги и искри, които натрупват нагар върху контактните тела. Когато този нагар  се увеличи с течение на хиляди комутации, той започва да пречи на преминаването на електрически ток през комутиращия механизъм и релето не може да сработи.

original_24549

Живачно реле с електрически живот 500 000 пъти.

С цел избягване на този недостатък са създадени релета, в които са вградени електронни компоненти. Например резистор свързан към намотката на релето за по-добро сработване, или (и) кондензатор включен успоредно на контактите за намаляване искренето и смущенията. Друго конструктивно решение представляват живачните релета, в които превключващия елемент е живак.

Основната разлика между контакторът и релето, е че при релето контактната система е значително по-проста. При контактора може да има значителен брой контакти, някои от които се затварят, а други се отварят при протичане на ток през управляващата верига.

Особености на работа и приложение на релетата

При релетата имаме две съществени особености предопределили и тяхното приложение.

1. Релетата електрически (галванично) разделят електрическите вериги на управляваща и управляема, което прави употребата им като вид защита, възможно.

relay

Ясно е показано пълното галваническо разделяне на двете вериги на релето.

2. Релетата могат чрез много слаби токове в управляващата верига,  да управляват много по-големи по стойност токове в управляемата верига. По-този начин те се явяват дискретни усилватели по ток, напрежение и мощност в електрическите вериги. На входа релето може да получи управляващ сигнал от различни датчици (на светлина, налягане, температура).

Най-честа е употребата на релето за управление на големи токове. Когато токове са твърде големи (стотици ампери), цялото реле е потопено в машинно масло и контактните площи са значително по-големи.

Релето намира широко приложение в бита при комутацията на хладилници, перални и миялни машини, готварски печки,

howrelayswork

Представяне как с малък ток в управляващата верига се управлява силова верига със значително по-голям ток.

бойлери, при пуск на всякакви електродвигатели, в автомобилите (автомобилни релета) и др. Релетата също се използват, когато е необходимо с един управляващ сигнал да се управляват много на брой вериги. Релета с калибрирани работни характеристики, а понякога и с няколко операционни намотки се използват за защита на електрически вериги от претоварване или повреди; в съвременните електрически системи тези функции се изпълняват от дигитални инструменти все още наричани „защитни релета.

 

Jan 272014
 

В наши дни познаваме огромно разнообразие от различни видове електрически двигатели. Съвсем опростено те се делят на променливо и постояннотокови (има и универсални), а променливотоковите се делят на синхронни и асинхронни. Постояннотоковите от своя страна са колекторни и безколекторни. Ще се спрем за кратко на всеки от четирите вида двигатели като акцента ще бъде върху приложението им.

Синхронна машинаSynchronous_Motor_3D__1_by_Mark5150
synchronousmotor

Синхронно въртящо се електромагнитно поле в синхронен генератор

Синхронната електрическа машина за променлив ток намира най-голямо разпространение като генератор (наричан още алтернатор). Нарича се синхронна, защото въртящото се магнитно поле образувано от статорната намотка е синхронно с честотата на въртене на ротора. Характерно за синхронният генератор е, че има възбуждане, което е постояннотоково. Този възбудителен ток се подава на възбудителната намотка, която е в ротора, чрез контактни пръстени и четки. Токът индуцира въртящо магнитно поле в ротора, в който има постоянни магнити и той се завърта. Магнитното поле на ротора може да се получи от индукция, от постоянни магнити или от роторни възбудителни намотки с постоянен ток.  В статорните намотки се индуцира електрически ток от магнитното поле на въртящия се ротор. Обикновено статорните намотки са три, симетрични, за да се създаде трифазно напрежение.

Синхронната машина се използва за двигател, чрез използването на мощни ключови транзистори от типа IGBT, MOSFET и тиристори GTO, IGCT, SGCT имащи възможност за изключване по управляващ електрод, когато има нужда от свръхмощност.

Асинхронен двигател
motorSectionBIG

Конструктивни части на асинхронен двигател

Induction-motor-3a

Асинхронен двигател с ротор накъсо (кафезен ротор)

Променливотоковата асинхронна електрическа машина може да е трифазна или еднофазна, като трифазната може да работи и като еднофазна. Най-често се използва като двигател.  Може да е с накъсо съединен или с навит ротор. Когато се захрани статорната намотка се индуцира магнитно поле в ротора и възникват сили, чиито вектори са тангенциални (основната сила), радиални (насочени към оста), а когато ротора е скосен и аксиални (използва се при телферите, при прекъсване на тока служат и като аварийна спирачка). При линейно изпълнение  на асинхронния двигател, статора и ротора са разгънати и радиалната съставка отблъсква ротора от статора и създава левитация, а тангенциалната създава скоростта на движение. Използва се във високоскоростните влакове от типа на МАГЛЕВ.

Изоставането на магнитното поле на ротора от това на статора се нарича хлъзгане. При пускане на асинхронният двигател възникват големи пускови токове, които се компенсират с различни конструктивни решения.

Сравнително рядко асинхронната машина се използва за генератор.

При трифазните асинхронни двигатели при размяна на местата на две от фазите се променя посоката на въртене на двигателя.

Еднофазният двигател се състои от статорна работна и пускова намотка. Двете намотки са отместени фазово на 90 градуса. Към пусковата намотка се свързва подходящ пусков кондензатор (около 70 микрофарада на киловат), чрез който се осъществява завъртането на ротора. Срещат се двуфазни и многофазни асинхронни двигатели, но те имат по-ограничено приложение.

Постояннотоков електрически двигател
MOTORBLDCIMG

Принцип на действие на постояннотоков мотор

PMDC-motor-construction

Конструктивни части на DC мотор

Това са първите двигатели намерили широко приложение. От името име ясно, че това са двигатели захранвани с постоянен ток. Могат да бъдат колекторни и безколекторни. Колекторните са снабдени с четков апарат и колектор. Поради сравнително бързото износване на четките, на много места колекторните постояннотокови двигатели са изместени от асинхронните. Безколекторните са другата алтернатива. Те работят на на принципа на честотното регулиране със самосинхронизация,чрез изменение на вектора на магнитното поле на статора в зависимост от положението на ротора. Комутацията при тях се извършва от електроника. Постояннотоковите двигатели имат най-голям въртящ момент, спрямо всички електродвигатели, при ниски скорости на въртене и еднакви размери и тегло. В наше време се наблюдава ускорено развитие на безколекторните постояннотокови електрически двигатели. За да получим различни съотношения между скорост и въртящ момент се използват различни начини на свързване: последователно, паралелно и смесено. За да се промени въртящия момент се използват DC мотори с редуктори. Така се постига по високо КПД.

Универсални двигатели

Универсалният двигател се характеризира с това, че може да се захрани както с постоянно, така и с променливо напрежение. Те са най-ефективни при понижена честота ( около 25 Hz). Регулирането на оборотите на универсалните двигатели се извършва с тиристори и транзистори. При нормална честота универсалният двигател не може да постигне ефективността на чистия постояннотоков двигател. Предимствата му са, че лесно се регулират оборотите му и това прави употребата му в ръчни електроинструменти доста честа.

Други двигатели

Има огромно разнообразие от различни видове електрически двигатели, в зависимост от различни техни конструктивни особености, брой фази, приложения и др. Някои от тях са линейните (разгънатите), стъпковите, сервомоторите, Шраге-Рихтер двигатели и др.

 

 

 

Jan 152014
 
Встъпление

В тази статия ще разгледаме някои основни положения на електрическото устройство наречено контактор без претенции за изчерпателност. Ще се опитаме максимално просто да обясним какво представлява, какви видове контактори има, както  и принципа на действие, приложенията и най-важните характеристики на този уред. Без да се опитваме да заместваме уикипедията ще дадем една кратка представа, включително и изображения,  предназначена за неспециалисти с основна цел, повишаване на общата техническа култура на читателите на нашия скромен блог.

Определение

Контакторът е двупозиционен електрически апарат за често включване и изключване на силови електрически вериги от разстояние при нормален режим на работа. Затварянето и отварянето на контактите на контактора най-често се извършва чрез електромагнитно задвижване.

Конструкция

Контакторът се състои от главни контакти, спомагателни контакти, бобина, магнитопровод, корпус, дъгогасителна система. Намотката (бобината) със магнитопроводът, състоящ се от неподвижна Ш-образна част и подвижна част (котва), заедно с крепежните им елементи образуват електромагнитната система на контактора. Контакторът има главна, силова верига и спомагателна, управляваща верига. Възможни са и варианти, когато токът е малък, при които да няма дъгогасителни камери или спомагателни контакти.

Трифазен                                                                                  Принципно устройство на трифазен контактор.

Принципно устройство на трифазен контактор.
1. Бобина 2. Пружина 3. Подвижна част (котва) 4. Затварящи се контакти

 

Принцип на действие

При затваряне на  управляващата верига протича ток през бобината на контактора, създава електромагнитно поле в магнитопровода и около него, което е насочено така, че да привлече котвата. Тя е свързана с подвижните силови контакти , които се затварят, като по този начин започва да тече ток в силовата верига. По този начин се осъществява дистанционен пуск на електрически двигатели или други устройства с по-високо напрежение и ток от тези на управляващата верига. Контакторът в общия случай няма механични средства за задържане на силовите контакти във включено положение при изключване на управляващото напрежение затова, при отсъствие на управляващо напрежение те се отварят. За да се задържат силовите контакти във включено положение се използват различни видове механични задържащи стопери.

Приложение

Контакторите се използват за често комутиране на мощни консуматори от дистанция. Функционират на релеен принцип, но стойностите, с които оперират, са много по-големи от тези на обикновените релета и могат да достигнат от няколко ампера до стотици ампери и няколко киловолта напрежение. В комбинация с термично реле контакторите служат за защита на електрическата мрежа от претоварване.  Постояннотоковите контактори се използват за електрически локомотиви, дизелови локомотиви, електрически влакове, трамваи и тролейбуси, за асансьорите, лифтове), компенсация на реактивната мощност, комутация на големи постоянни мощности.

Видове контактори

Контакторите могат да бъдат различни видове в зависимост от:

– вида на тока – постояннотокови и променливотокови (контакторите за постоянен ток са предназначени за превключване навериги за постоянен ток и обикновено се задействат от постояннотоков електромагнит, променливотоковите контактори са предназначени за превключване на променливотокови вериги, електромагнитите на тези контактори могат да бъдат както AC така и DC)

-по броя на полюсите – могат да бъдат от 1 до 8 полюса

-по номиналния ток на главната верига – от 1.5 до 4800А

-по номиналното напрежение на главната верига – от 27 до 2000 VDC, от 110 до 1600 VAC с честота 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000, 10 000 Hz.

-честотата на комутациите

-условията на работа и т.н

contactorcontactor2contactor1

 

Избор на контактор

При подбора на контактора трябва да се имат предвид следните основни параметри:

1. Ток и напрежение на силовата верига, мощност на консуматора и вид на товара (активен или реактивен), наличие на пусков ток.

2. Ток и напрежение на оперативната верига, вид, големина.

3. Режим на работа, честота на комутациите, наличие на повторно кратковременни натоварвания.

4. Брой на полюсите

5. Климатичното изпълнение

Огромен набор от качествени контактори на много ниски цени ще намерите тук.

Jan 102014
 

Какво представлява VoIP  ?

Това на практика е технология, която позволява пренасяне на глас през интернет мрежата. VoIP -Voice over internet protocol (IP).  С прости думи там където има интернет, без значение през какъв пренос  и технология се предава (безжично, оптика, модем и др.) би могло да има и предаване на глас VoIP.

Телефонната централа има за цел да обедини всички клиенти (телефони) и да ги пренасочи към други такива. Тук искам да поясня, че не сме задължени да ползваме телефонен апарат, може да се ползва и софтуер за компютър, смартфон, таблет. Предимството на модерната интернет телефония се крие в бързодействието и гъвкавостта. Да направим кратко сравнение с познатите ни телефонни услуги. Да вземем така наречените стационарни телефони и GSM-и. За разлика от тях, където и в света да се намираме с такъв VoIP телефон ние можем да разговаряме с колегите в офиса, само с наличието на интернет, към който да се закачим. Услугата би била напълно безплатна. Друго предимство е, че можем да се обадим например от Америка на стационарен или мобилен телефон в България и да говорим на цената на, която е заложил оператора за национални разговори. Много удобна и безплатна е схемата за разговор с партньори и сателитни офиси при условие, че се направи трънк между две централи или се закачат всички към една централа. Предимството да се ползва централа пред това клиентите да се закачат директно към доставчика на VoIP  е, че с централа ние можем да определяме,  кои разговори през кой доставчик да минават, което намалява разходите драстично.

Нека разиграем една стандартна топология:

1. Телефонна централа

2. Два доставчика на VoIP.

-единия с евтина цена за стационарни  национални телефони;

-втория с евтина цена  за стационарни международни телефони;

3. Два офиса ползващи централата с по десет абоната във всеки офис.

PBX-between-two offices

 

 

 

 

 

 

 

В този случай разговорите между двата офиса са напълно безплатни защото виртуално са един и същ офис с една и съща централа.

Когато абонат от нашата вътрешна мрежа  реши да набере телефон примерно 0044 123 456789 централата автоматично го пренасочва към доставчик на IP телефония в Англия. По този начин разговаряме с английски телефон на цената на разговор в Англия. Метода за това е същия както при старите аналогови централи – префикс 0044 означава прехвърли към линията за международни разговори.  Ако разбира се наберем 044 123 456 това не се праща до международния доставчик, а до националния такъв.

 

Jan 062014
 

Общи сведения:

Стабилизаторите на напрежение са разработени с цел осигуряване на нормално захранване на битови и домакински електроуреди, хладилник, климатик и др. Стабилизаторът е създаден с помощта на тороидален автотрансформатор, контактен регулатор – серво мотор, задвижващ механизъм, платка управление и защита. При промяна на входното напрежение, моторът задвижва подвижното рамо на контактния регулатор и осигурява стабилизирано напрежение на изхода. Добре е регулаторът да има голяма точност, кратко време за корекция, малка собствена консумация, дългосрочна надеждна работа. Устройството може да бъде снабдено с различни защити – забавен старт след отпадане на напрежението, защита от повишено или понижено напрежение на входа, защита от претоварване с автоматични предпазители с крива тип „С“, и други.

Основни характеристики:

– Диапазон на входното напрежение – 165÷245VAC.
– Стабилно изходно напрежение – 220VAC ± 4%.
– Номинална честота (Hz) – 50Hz/60Hz
-Може да има едновременно стабилизирано напрежение 220VAC и 110VAC на изхода
– Защита от по-ниско от 165VAC и по-високо от 240VAC напрежение на входа

– Забавено включване на изходното напрежение – 1 или 5 мин., за чувствителни
консуматори като хладилници и климатици – жълт превключвател.
– Индикация за стойността на входното и изходното напрежение.
– Скорост на регулирането (V/s) – <1s (когато входното напрежение има промяна от 10%)
– Ефективност, КПД – > 90%
– Фактор на мощността cos ϕ ≥ 0.9
– Работна температура – -10°C ÷ +40°C
– Относителна влажност на въздуха – <90% RH (без конденз)
– Защита от претоварване – двата автоматични предпазителя с криви „С“.

Електрическата схема на прецизни променливотокови стабилизатори на напрежение с мощност от 0.5kVA до 10kVA е показана на фигура 1.
Крива на натоварването (фигура 2):
P- Изходна мощност
Pe- Номинална изходна мощност
U- Входно захранващо напрежение
Ux- Долна граница на минимално допустимо входно напрежение
Us- Горна граница на максимално допустимо входно напрежение

traf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фигура 3 – Общ изглед

1 – Кутия

2 – Превключвател режим на работа

3 – Панел

4 – Капак на разклонителната кутия за кабелните връзки

5 – Отвор за подвеждане на входно-изходните кабели

6 – Закрепваща планка (кука)

7 – Волтметър

8 – Индикатор за наличие на входно напрежение

9 – Индикатор за включено закъснение при включване на стабилизатора

10 – Индикатор за понижено входно напрежение

11 – Индикатор за повишено входно напрежение

12 – Бутон за включване на закъснение при включване на стабилизатора

13 – Бутон за измерване на напрежението (входно/ изходно)

14 – Превключвател за избор на режим на работа – стабилизиране / нестабилизиран

15 – Бутон за включване на защита от понижено входно напрежение

Traf2

 

 

 

 

 

Инсталация и ползване:

Изберете сухо и проветриво място в близост до таблото с електромера.  Чрез проводници с подходящо сечение и цвят,  вържете „фаза”, „нула” и заземяване към входа на стабилизатора на напрежение. Към товара се подвеждат съответно „фаза”, „нула” и заземителни проводници с подходящо сечение, съобразено с мощността му. Примерна схема на свързване е показана на фигура 6.

traf3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Когато товарът е активен, стабилизаторът може да се натовари с пълната си номинална мощност, но когато товарът има изразен индуктивен или капацитивен характер, то натоварването не трябва да надхвърля 33% от номиналната изходна мощност на стабилизатора! Включването на товар с изразен индуктивен или капацитивен характер и мощност близка или равна на номиналната на стабилизатора ще го повреди поради факта, че такъв тип консуматори имат голям пусков ток и обратно напрежение при изключване!

 

Ако консуматорите са хладилници или климатици, превключвателя за забавяне на включване на изходното напрежение се поставя в положение „дълго забавяне – 5 мин.“ След това се включва автоматичният предпазител в положение стабилизатор и устройството започва да регулира. Ако не се изисква регулиране на напрежението, може да включите автоматичния предпазител на позиция „директно изходно напрежение”, като преди да го превключите изключете стабилизатора. Ако се наложи изключване на стабилизатора, първо се изключват консуматорите и след
това се изключва стабилизатора. Ако входното напрежение надхвърли 240±4V или е по-малко от 165±4V, то стабилизаторът автоматично ще се изключи и когато входното напрежение се нормализира, стабилизаторът автоматично ще се включи и ще продължи да регулира. Ако превключвателят за високо/ниско входно напрежение се постави в положение „ НЯМА”, тази защита няма да се задейства при напрежение по-ниско от 165VAC, но това крие рискове. Стабилизаторът издава шум при задвижване на рамото на контактната система, също така се отделя топлина, особено при пълно натоварване. Стабилизаторът не трябва да се покрива с калъфи, дрехи или завивки, тъй като се влошава охлаждането му. След дълга работа, помолете специалист да почисти праха и замърсяването по тороидалния трансформатор и четкодържателя. Ако забележите нещо необичайно, изключете стабилизторът и извикайте квалифициран техник или се свържете с Вашия доставчик.

Симптом / Проблем / Причина / Решение

Няма стабилизиране на напрежението.

1. Има проблем със задвижващия механизъм на серво мотора.
Ако мотора не може да задвижи подвижното рамо, дори и да се върти и има напрежение, то той трябва да бъде заменен.
2. Входното напрежение е отвъд границите за регулиране. Проверете дали се е задействала някоя от защитите. Ако има задействана защита моля изчакайте тя да възстанови работата на стабилизатора автоматично. Ако това не стане изключетe стабилизатора, изчакайте 10 мин. и го включете отново. Ако и това не помогне и моторът няма напрежение,  проверете платката за настройка и защита. Ако проблемът не може да се отстрани лесно моля заменете или поправете платката за настройка и защита.

Няма изходно напрежение.

1. Главния прекъсвач.
Включете главния прекъсвач. Проверете дали кабелите са свързани правилно и здраво.
2. Грешка или изгорял
миниатюрен предпазител вследствие на претоварване.
Рестартирайте стабилизатора, подменете предпазителя и намалете товара.

Стабилизатора работи, но има отклонение от стойностите на стабилизираното напрежение.
1. Не е настроен потенциометъра за регулиране на изходното напрежение.
Задайте желаната стойност на изходното напрежение чрез потенциометъра за настройка.
2. Показанията на волтметъра не са правилни.
Подменете или поправете волтметъра.

Бобината на стабилизатора е нагоряла.

1. Мощността на захранения товар е прекалено голяма, над възможностите на стабилизатора.
Обърнете специално внимание и проверете мястото на инсталиране и стойността на изходното напрежение, когато сменяте бобината или трансформатора.

Понякога устройството издава шум при работа.

1. Честата промяна на захранващото напрежение води до постоянна настройка на изходното напрежение спрямо входното.
Само изходящото напрежение е стабилното номинално такова. Нормално е стабилизатора да издава шум, породен от движението на рамото и серво мотора.

Стрелката на волтметъра се движи постоянно и от четките излизат искри. 

1.Контакта между четките и повърхността на бобината е слаб и има разстояние между тях. Използвайте много фина шкурка за да изчистите повърхността на бобината и четките.

2. Четките са износени.  Подменете четките.

Забележка:

Може да срещнете на пазара т.н. „Релеен стабилизатор на напрежение“ на странно ниска цена. Не се препоръчва употребата на този тип стабилизатори поради простата причина, че той няма сервомотор, а регулацията се извършва чрез превключване на релета. Това води до импулсни смущения във всички уреди включени след стабилизатора при всяко превключване на релетата, а това става при всеки опит за регулация на напрежението. Така също точността на тези „стабилизатори“ е в диапазона +/-8%, което на практика означава при 220 VAC – 17.6 волта отклонение. Накратко казано това не е никакъв стабилизатор и не съветваме да бъде купувано подобно псевдоустройство, независимо от изкушаващата ниска цена.

Jan 032014
 

Светодиодните ленти навлизат толкова бързо и масово в нашето ежедневие, че вече едва ли има човек, който да не ги е виждал някъде. Най-често LED лентите се използват за интериорно дизайнерско осветление на жилища, заведения и барове, умело скрити в окачени тавани, зад первази и други елементи на вътрешното обзавеждане. Тъй като са много фини и гъвкави, могат да се вкарат в съвсем тесни улеи, канали и детайли. Най-добър ефект се получава, когато самата светодиодна лента е скрита, а се вижда само светлината, която излъчва, отразена от определен детайл на обзавеждането или фасадата. led-strip

Много хора използват LED лентите за ефектна украса на аквариуми, в кухненската мебел над мивки, зад корнизи и др.  Тъй като обикновено са на 12 V постоянно напрежение, все по-масово се монтират в купето на автомобила, или за ефектно подчертаване на някои негови контури. LED car

Употребяват се за подчертаване на контура на яхти, туристически корабчета или презокеански лайнери и фериботи. LED ship

При съвременната урбанизация на градовете се използват в уличния екстериор, както и  за вътрешно осветление на басейни или джакузита зад водонепроницаемо стъкло. Приложение имат дори в църквите и в храмовете на различни религии.LED cathedral

Любителите на излетите, туристите и риболовците, практикуващи своето хоби далеч сред природата, ги използват като основен източник на светлина вечер, свързвайки ги направо към акумулатора на колата или караваната. По-мащабните им приложения включват  атрактивно осветяване на цели мостове, архитектурни орнаменти и контури на сгради, поставянето им под стрехите на къщи по цялото им протежение.strip-home-rgb

Много ефективно се използват при указателни надписи и табели, знаци и т.н. Разбира се, намират широко приложение в рекламните светещи надписи и светещи фигури например на чаша кафе, пица, wi-fi, open non stop, bar, casino. Евтини и подходящи са за  коледни украси вкъщи или на улицата, за осветяване на витрини и щандове в златарски магазини, фоайета на киносалони, сцени, дискотеки, LED stage

театри, амфитеатри, изложбени зали и много други.LED aplication

Употребата на LED ленти в момента се увеличава в геометрична прогресия, защото са икономични, имат поне 4-5 пъти по-ниска консумирана мощност от обикновените лампи с нажежаема жичка, издържат на вибрации и удари, някои модели са влагозащитени чрез силиконово покритие. Имат различни цветове, като основните са син, зелен, жълт, червен, топло бял и студено бял. Има също така ленти RGB (red, green, blue), led-strip-RGB

които могат да сменят цветовете си. Различните видове светодиодни ленти са с различен брой диоди на линеен метър. Има разновидности с 60 светодиода на метър и 120 светодиода на метър, като тези със 120 диода светят по-ярко. Също така има два модела LED ленти: SMD3528 и SMD5050. Първите използват светодиоди тип SMD3528, които са малко по-слаби като светлинен поток от LED SMD5050. Светодиодите от втория тип са по-мощни, дават по-голям светлинен поток, но са и по-скъпи. LED strip colored

Лентите се продават на линеен метър, като могат да се режат през три диода. За да създадете ефектно осветление чрез LED ленти в домашни условия е необходимо да се снабдите със захранване за LED осветление, при което на входа влиза 220 V променливо напрежение, а на изхода  получавате 12 V постоянно напрежение. Трябва да изберете захранването по мощност, съответстваща на светодиодната лента. За нарастващата им популярност съществено влияние оказва фактът, че светодиодните ленти вече са на много приемливи цени и монтажът им е съвсем простичък , така че всичко вече зависи от вашата фантазия и креативност.