Aug 292016
 

Девиаторен ключ се използва в случаите, когато се налага една лампа да се включва и изключва от две места. Този ключ също се нарича и ключ „схема 6“, за разлика от обикновения ключ за осветление, който се нарича ключ „схема 1“. Думата девиаторен произлиза от латинското  deviatio, което означава – отклонение. Примери за използването на девиаторен ключ са коридори, стълбища или спални – включвате осветлението когато влизате в коридора и изключвате, в края на коридора, когато излизате; или – влизате в спалнята и палите лампата от ключ разположен до вратата, лягате си и загасяте лампата от ключ разположен до леглото.

При схемите с девиаторни ключове във всеки от ключовете влизат три проводника. Докато при обикновения сериен ключ проводниците са два. В първият девиаторен ключ влиза фазовия проводник и два проводника, свързващи го с вторият девиаторен ключ. Във вторият девиаторен ключ влизат двата проводника от първия ключ и излиза фазов проводник, отиващ към лампата. Нулевият проводник от захранващата верига отива директно към лампата. Ако коридорът или стълбището е дълго, може да се поставят повече от една лампа в паралел на първата.

ДЕВИАТОРЕН КЛЮЧ

Нещата като логика и схема са съвсем прости, затова ще се спрем на практическото свързване на ключовете и лампата, т.е. на монтажа. Нека приемем, че имаме две конзолни кутии в двата края на един коридор, в които имаме изведени по три проводника от типа ПВА-1. Първо трябва да свалим предпазителят и да заголим всички проводници, като внимаваме да не се опират един с друг. След това включваме тока и търсим с фазомер къде има фаза. Би трябвало да намерим фаза единствено на един от проводниците. Отбелязваме си проводника например с червено тиксо и отново сваляме предпазителя. Взимаме единият девиаторен ключ,  и свързваме фазата от страната на общата клема. От другата страна на ключа има две клеми, от тях пускаме два захранващи проводника към втория ключ, където също влизат в неговите две клеми, а проводника, който захранва консуматора, респ. лампата се свързва от страната на общата клема. За лампата този проводник е фазов. До лампата трябва да изведем и нулев проводник. Това е накратко свързването на лампа с два девиаторни ключа.

Понякога се налага източникът на светлина да се командва от три места, тогава се налага да се използва ключ „схема 8“ или още – кръстат ключ, принципно той може да се разглежда като два девиаторни ключа в общ корпус и общ бутон за управление. Схематично кръстатият ключ се поставя между двата девиаторни ключа, като действието му е да „обръща“ двата проводника. В кръстатият ключ се правят мостчета накръст между клемите, ако не са направени предварително.

sxkl

На схемите, за пълнота, са показани и по-простите свързвания, с обикновен ключ за осветление – ключ „схема1“, както и със сериен ключ „схема 5“. Серийният ключ се използва за включване на различен брой лампи в един полилей, например. С единият клавиш включваме две лампи, а с втория още три. С това се изчерпват най-използваните схеми за свързване на осветлението в дадена сграда. На практика, много често се налага да се използват разклонителни кутии, в които всъщност, става свързването по избраната схема. Много от производителите на ключове за осветление поставят в продукта си електрическа схема и дори снимки на начините за свързване на ключовете. Важно е да отбележим, че ключовете сх1, сх.6 и сх8, външно не се различават едни от друг, поне от предната страна, затова е важно да поискаме при покупка ключ от нужния ни вид и добре да ги огледаме отзад. Друг вид ключ за осветление е т.н. лихт бутон, който се използва за стълбищно осветление. За разлика от девиаторният и другите видове ключове, при лихт бутона има само едно стабилно състояние. Това означава, че при натискането му, след запалването на всички стълбищни лампи или на част от тях, при високи блокове, той се връща в изходно положение. Загасяването на лампите се извършва посредством реле за време, намиращо се в стълбищния автомат.стълбищно осветление

Oct 082015
 

Автоматиката или още автоматизацията, представлява силно намаляване и дори изключване на намесата на човека в различни индустриални и технологични процеси, свързани с производството, проектирането, научните изследвания, добиването на полезни изкопаеми, управлението на машини и устройства, преработката и събирането на информация и др. Автоматиката включва не само технически средства и електронни устройства, но и систематични, статистически и математически методи за управление на машини и процеси. В съвременността прилаганите изчислителни методи копират нервните и мисловни функции на човека. За автоматизиране на даден процес е необходимо да има източник на информацията (напр. сензор), средство за преработване на информацията (процесор, чип), управляващо устройство (контролер), изпълнителен механизъм и обратна връзка. Този комплекс от механизми се възприема в своята цялост и се нарича система. Автоматиката има за цел освобождаването на човека от участието му в процеса на производство и други тежки, опасни или еднообразни дейности. Автоматизацията се счита за дял от научно-техническия прогрес, защото чрез нея се увеличава производителността на труда, качеството на продукцията и се намалява себестойността. Основните видове системи за автоматизация се наричат:

  • автоматизирана система за прогностика и планиране;
  • автоматизирана система за научни изследвания, разработки и експерименти;
  • автоматизирана система за проектиране на нови изделия;
  • гъвкави автоматизирани системи за производство;
  • автоматизирана система за управление на технологични процеси;
  • автоматизирана система за управление на машини и устройства.

При автоматизираните системи ролята на човека се свежда до избор на алгоритъм за машината, подбор на входящите данни и анализ на получените резултати. Намесата на човек също така се изисква при аварии или настъпване на непредвидени събития, нестандартни ситуации и решаване на нетипични задачи. С други думи, на човекът е отредена ролята на анализатор, мислител, креативно звено в системата.

Автоматизацията е невъзможна без компютъризацията, информатиката, електрониката, информатиката и роботизацията. Независимо от достиженията на автоматизираните системи огромна част от процесите в промишлеността и добиването на суровини могат да бъдат извършване единствено от човек. Все още няма компютър или устройство, което да си съперничи с човека като ниво на комплекса от сетивни и логически възприятия, разпознаване на логически модели, съзнаване на действителността, съобразителност и преценка. В други случаи човешката работна ръка е икономически по изгодно от сложно, времеемко и скъпоструващо автоматизиране на процесите.

Автоматиката се използва още в началото на ХХ век в телефонните централи, като навлиза с автоматичния телефонен номератор, първоначално работещ на базата на вакуумни лампи, а след това на превключващи релета и накрая става основа на създаването на компютъра. Други първи постижения на автоматизацията са при производството на хартия и валцуване на метал. Нововъведените контролери и релета ускоряват производствения процес и драстично намаляват себестойността на продукцията. Автоматизацията скоро навлиза в бита на хората, като се автоматизират процесите при обслужване на клиентите в заведенията за хранене. Някои ресторанти използват конвейерни ленти за сервирането на поръчките директно до масата на клиента, други използват кафе-автомати и автомати за напитки. В магазините също започва използването на принципите на автоматизацията по отношение на подреждането на стоката и въвеждането на самообслужването, за да достигнем в днешни дни до онлайн пазаруването, където дори отпада нуждата от физически съществуващ магазин. Стоката от склада отива направо към клиента, както е в онлайн магазина на Викиват.

Основните компоненти на автоматизираните системи са:

  • броячи (на импулси и на часове, електромеханични и електронни);
  • датчици (датчици на Хол, индуктивни датчици, капацитивни датчици, магнитни датчици, оптични датчици, температурни датчици, ултразвукови датчици, датчици за влага и др.);
  • джойстици;
  • електромагнитни вентили;
  • термостати;
  • крайни и пътни изключватели;
  • ниворегулатори за течностти;
  • таймери и релета за време;
  • сигнални лампи за пултове и транспортни средства;
  • средства за алармена сигнализация (сирени, звънци и др.)
  • термоконтролери;
  • фотоелектрически ключове;
  • честотни инвертори;
  • хидравлични и пневматични превключватели, кранове и разпределители
  • фоторастерни преобразуватели;
  • пресостати;
  • контактни и индикаторни манометри;
  • електронни спомагателни устройства за автоматика.
Броячи на импулси и часове

broiach

Броячите са устройства, които се използват за регулиране, управление и автоматизация на производствени процеси, поточни линии и др. Броячите са основно два големи типа – електромеханични и електронни.

Броячите на импулси работят посредством механичен контакт, чрез бутон или друг механизъм или чрез електронен датчик. Функционира в режим на събиране на импулсите. При достигане на определен брой импулси, определени от BCD кодер, устройството включва или изключва механичен превключвател. Може да бъде нулирано по електронен или механичен път.

Броячите на часове работят в режим натрупване на време. Натрупаното време се изобразява на многоразряден дисплей. Броенето започва веднага след подаване на входното напрежение. Може да се използва за броене на работните часове на различни машини и съоръжения. Някои от броячите на часове са без възможност за нулиране.

Датчици

1. Датчици на Хол.

datchik na Hol

Безконтактни клавишни превключватели базирани на ефекта на Хол. Представляват преобразувател, изменящ изходното си напрежение в резултат на промяна на магнитното поле. Много често датчиците на Хол се използват в автомобилната индустрия, където прилагането им е позволило да се направят двигателите по екологични, благодарение на по-пълното изгаряне на горивната смес. Могат да бъдат линейни, ключове и тригерни. При линейните датчици на Хол изходния сигнал, който е напрежение е правопропорционален, в линейна зависимост, от интензитета на магнитното поле. Може да има разнообразни конструкции със или без постоянен магнит. Този тип датчици на Хол се използват за прецизни безконтактни измервания на стационарни положения или премествания. Датчиците на Хол – ключове навмират приложение във вентилаторите на компютрите и в автомобилната индустрия. При тях има монтиран тригер, който дава на изхода си „1“ при високо напрежение и „0“ при ниско напрежение. Ползват се също за крайни изключватели или измерване на обороти. Тригерните датчици на Хол също работят в ключов режим, като имат изходен сигнал логическа „1“ при високо магнитно поле, но не минават в състояние „0“ при ниско поле. За целта трябва да се изключи захранването на датчика. Намират приложение в автомобилната промишленост. Датчика на Хол не може да се ремонтира, защото електрониката е свързана неразривно с пластината, която проявява ефекта на Хол.

2. Индуктивни датчици.

induktiven

Индуктивните датчици са много разпространени при контрол на подвижни елементи в производството, следене на броя на детайли и продукти, засичане на скорости и обороти, мониторинг на машинни вибрации от разстояние, контрол на елементи като валове, лагери, втулки. Представляват електронни устройства реагиращи на приближаване на метален обект към активната им повърхност, генерирайки дигитален или аналогов изходен сигнал, който отваря или затваря електрическа верига. Липсата на механичен контакт осигурява на индуктивния датчик дълъг живот и висока надежност. Основни параметри на индуктивните датчици са разстояние на включване, представлява разстоянието между активната повърхност на датчика и металния предмет. Бързодействие – разликата във времената на промяната на разстоянието от сензора до обекти и времето на скокообразното изменение на изходния сигнал. Хистерезис – разликата в разстоянията на включване и изключване на датчика. Има различни видове индуктивни датчици. Според захранващото напрежение има постояннотокови и променливотокови датчици. Има датчици за инклинация, самообучаващи се индуктивни датчици, линейни индуктивни датчици, датчици с микропроцесорен контрол и др.

3. Капацитивни датчици.

kapacitiven

Капацитивните датчици се използват в промишлени системи, следене броя на детайли, регулиране нивото на течности,  като безконтактен сензор за движение на предмети и обекти, както и индуктивните датчици. Разликата е, че при капацитивните обекта на контрол може да не е метален. Капацитивния датчик реагира на вода, стъкло, пластмаса, масла и др. Устройството им включва кондензатор, два коаксиални електрода и RC генератор.

4. Магнитни датчици.

magniten

Магнитните сензори реагират на промяна в магнитното поле. Активират се при повишаване на магнитното поле и отварят или затварят електрическа верига. Използват се за охрана и блокировка на прозоречни отвори, врати, люкове. Контрол на достъпа в охраняеми обекти и складове. Могат да работят с дистанционно или магнитен чип или карта. Често се съвместяват с алармени системи.

5. Оптични датчици.

optichen

Оптичните или фотоелектричните, съща оптоелектричните датчици реагират на промяна на светлинен лъч без физически контакт между сензора и контролирания обект. Светлинният лъч може да бъде във видимия или инфрачервения спектър. Оптичните датчици се използват за охрана и контрол на достъпа до обекти, в автоматизацията на производствени процеси, регистриране на обекти върху промишлени конвейерни ленти, създаване на невидими бариери за безопасност на работника при работа с опасни машини, пакетиране и маркировка на артикули и др. Оптичните датчици според принципа на действие могат да бъдат:

– оптични сензори от бариерен тип. Съставени са от предавател и приемник в два отделни корпуса, разположени срещуположно един спрямо друг.  Предавателя генерира и излъчва постоянен светлинен лъч към приемника. Датчика се задейства при прекъсване на светлинния лъч помежду им. Този тип датчици функционират в инфрачервената част на спектъра.

– оптични датчици дифузен тип. Предавателя и приемника се намират в един корпус. Предавателя генерира и излъчва светлинен лъч, който се отразява от стационарен обект и малка част от него се връща обратно към приемника. Когато лъчът се прекъсне приемника сменя работното си състояние и включва електрическа верига на изхода. Дифузните оптични датчици също работят с инфрачервени лъчи.

– оптични датчици маркерен тип. Излъчвателят и приемникът са в един корпус и работят във видимата част на спектъра. Използват се за за проследяването на цвете маркер върху цветна или прозрачна основа. Намират приложение в производствени процеси на продукти движещи се по конвейерни ленти.

6. Температурни датчици.

temperaturen

Температурните датчици са основно на принципа на термодвойките. Термодвойките са сензори за температура съставени от два различни проводника, които реагират на температура по различен начин и в резултат на това генерират напрежение пропорционално на разликата в температурите на между двата края на на проводниците. Във физиката това се нарича термоелектрически ефект. В зависимост от материала на проводниците термодвойките се делят на няколко вида:

– термодвойка тип К. Този тип термодвойка се среща в две разновидности – хромел, представляващ сплав от от никел и хром в съотношение 90 към 10 и алумел, представляващ сплав от никел 95%, алуминий 2%, магнезий 2% и силикон 1%

– термодвойки тип J. Този тип термодвойка има сравнително ниска чувствителност. По-ниска от термодвойките тип К. Като материал представляват сплав от желязо и константан.

– терморезистор платина 100. Терморезистора Pt100 представлява сплав от редки метали и платина. Този тип температурен датчик има висока точност. Основен негов параметър е, че при 0°C има съпротивление 100 Ohm.

Температурните датчици с индустриално приложение реално са термодвойки затворени в метален корпус, с помощта на който се измерва температурата на различни процеси, помещения, обекти или съдове. Наричат се още термистори и служат като осезателен елемент в система за автоматизация, като подават обратна връзка към термоконтролери и управляващи устройства.

Освен Pt100 има и други терморезистори, като основното при всички е, че са температурнозависими. Делят се на два вида:

– NTC (negative temperature coeficient). Това е терморезистор (термистор) с отрицателен температурен коефициент. Представлява полупроводник с отрицателна температурна зависимост, т.е. при увеличаване на температурата, съпротивлението на терморезистора NTC намалява. Причината за увеличението на температурата може да бъде топлинната съставка на тока, протичащ през полупроводника или увеличение на температурата на окръжаващата среда, като по този начин изпълняват функцията си на температурен датчик.

– PTC (positive temperature coeficient). Термистор с положителен темепературен коефициент, чието съпротивление се увеличава при повишаване на температурата.

Терморезисторите се използват за измерване на температурата, за огроничаване и стабилизиране на тока в електронни схеми или при компенсация на температурата в транзисторни схеми.

7. Ултразвукови датчици

ultrasonic

Ултразвуковите датчици имат следните предимства: висока точност и бързодействие, проста конструкция, устойчивост на удари и вибрации, липса на механичен контакт, работят в широк диапазон на температура и налягане. Принципа на действие на класическия ултразвуков датчик е следния: предавател вграден в датчика излъчва кратък ултразвуков импулс и едновременно с това се стартира таймер, който отчита времето. Когато импулса се отрази в наблюдаемия обект и се върне в датчика – таймера спира. Времето между излъчения и отразения импулс служи за изчисляване на разстоянието до обекта. При повторен импулс – се сравнява с времето на предишният и може да се анализира степента на преместване на обекта. Често изходния сигнал е напрежение, което варира при преместване на обекта или при преместване на обекта в зоната на чувствителност на датчика пропорционално се променя изходен ток. Ултразвуковите датчици имат приложение при контрол на всякакъв вид течности, включително взриво и пожароопасни, проводими и непроводими в закрити и открити резервоари. Използват се за измерване на разстояние до гранули, насипни материали, прозрачни и непрозрачни повърхности.

Oct 022015
 

Моторните защити са необходимо и незаменимо приложение към останалите средства за автоматика, предназначено за защита на мотори и двигатели от прегряване и претоварване. Моторните защити се монтират бързо и лесно към различни видове контактори и осигуряват безаварийна работа на двигателите. Наименованието „моторна“ означава, че защитата е предвидена за защита на електродвигатели, или разговорно – мотори, а не защото в устройството и има някакво моторно задвижване. Претоварването може да доведе до електрически и механични аварии. Електрическите аварии се предизвикват от свръхнапражение, рязък спад в напрежението, отпадане на една или две от фазите, къси съединения, при които токът достига до нива, които повреждат двигателя и др. Механичните аварии са блокиран ротор или претоварване на ротора, което води до прегряване и увеличение на тока.

Претоварването на електродвигателите може да възникне по няколко причини: прекъсване на една от фазите, прекомерно увеличаване на товара на ротора, затруднено движение или пълен блокаж на ротора, поради механични повреди, излизане на захранващото напрежение и честотата от номиналните им нива с повече от 15% и др. Щетите от тези аварии включват производствени загуби, загуба на суровини, необходимост от поправка на производствен инструмент, лошо качество на производството и забавяне на доставките. Тези аварии, също така, могат да доведат до драматични последици за лицата, които са в пряк контакт с двигателя. Претоварването на двигателите може да бъде също няколко вида. В зависимост от продължителността, имаме кратковременни претоварвания и продължителни претоварвания. Например при пуск на двигателите имаме висок пусков ток, който води до моментно претоварване, но този тип претоварване не е опасен и се самоликвидира при достигане на номинални обороти на двигателя, поради това е много важно защитите на двигателя да не го изключват заради възникващите пусковите токове. Това се постига чрез термична компонента в защитата. Такива защити се наричат термично-токови защити. Следователно, всеки двигател трябва да има защита от късо съединение, която прекъсва тока, когато той рязко достигне над 10 пъти номиналния ток. Защитата от късо съединени трябва да сработва максимално бързо. За защита на двигателя от късо съединени се използват предпазители. Предпазителите със стопяеми вложки са вид еднократни предпазители, които след стопяване на вложката изискват подмяна. Защитата на електродвигателите с предпазители със стопяеми вложки, независимо, че е евтин и разпространен начин на защита, невинаги е най-удачен, защото ако вложката на един от предпазителите се стопи и прекъсне една от трите фази, то двигателя ще продължи да работи на две фази  и може да изгори ако няма някакъв вид моторна защита. Вторият начин за предпазване на двигателя от късо съединение са магнитните прекъсвачи, които могат да се рестартират.

По-голямата част от авариите водят до прегряване на двигателя. Причините за прегряване на двигателя са: несиметрично захранване, разлика в токовете на отделните фази или отпадане на фаза, висока честота на стартиране, която може да възникне, поради повреда на системата за автоматично регулиране на двигателя, което води до многобройни изключвания и включвания поради грешка, чието следствие са чести пускови токове, които водят отново до прегряване. Друга причина за прегряване е нестабилността на захранващото напрежение, което може да възникне от комутирането на тежки товари или просто от подаване на различно от номиналното напрежение от доставчика на електрическа енергия, което в България е част случай. Вкарване на паразитни хармоници в електрическата верига захранваща двигателя, което най-често е причинено от неправилно работещи честотни регулатори, преобразуватели и инвертори, също води до увеличаване на загубите и прегряване. Повреда в намотките на ротора може да доведе до значителен спад в намагнитващия ток, в следствие на което ще имаме загуба на намагнитване на машината. Последствията са спад на фактора на мощността и прегряване на ротора. За да се предпази двигателя от прегряване се използват различни релета за претоварване, които са познати още и като моторни защити. Познаваме няколко вида моторни защити. Една от тях е моторната защита по ток.

моторна защита по ток

Тя функционира като автоматичен токопрекъсвач при претоварване на двигателя по ток. Моторната защита по ток може да се настройва за различни по големина токове в определен диапазон. Може да бъде както еднофазна, така и трифазна. Има електронни и магнитоелектрически защити по ток. Съществуват модели с автоматично и ръчно възстановяване на началното състояние. Вече са разработени и много модели моторни защити по ток за монтаж на DIN шина.

Другият вид моторни защити са моторните термично-токови защити. При тях има би-метални термични релета, реагиращи при прегряване на двигателя. В комбинация с контактор, те защитават двигателя от претоварвания и могат да са триполюсни и еднополюсни, постояннотокови и променливотокови, по надеждните от тях са температурно компенсирани, с други думи са създадени така, че да се нечувствителни към промяната на температурата на околната среда. Могат да бъдат настройвани по тока на мотора, т.е. достатъчно е да се провери какъв ток е написан на табелката с технически данни на мотора и след това да се завърти регулатора на термично-токовата защита на същото показание.

термично токова защита

Тези защити предпазват двигателите при възникване на следните аварийни ситуации: претоварване, блокиран ротор, повреда на захранващите фази (дисбаланс на фазите, възникваща при асиметрия на токовете, обръщане на фазите, която може да възникне при неправилно свързване на двигателя), анормално повишение на температурата, блокиране на лагер на ротора, свръхувеличено време за стартиране, колебание на напрежението и честотата в твърде широки граници, цикъл от непрекъснати рестартирания, възникнали поради повреда в честотни регулатори или други средства за автоматизация.

Следващият вид термични защити за двигател се наричат термични биметални релета или накратко РТБ. Тези релета са направени конструктивно, да се монтират като допълнителните контактни системи върху командващите, двигателите, контактори. РТБ реагират единствено на топлинната съставка на протичащия през контактите им ток и благодарение на вградения в тях биметал прекъсват веригата. Очевидно е, че те не могат да се използват самостоятелно за защитата на електродвигателите. Задължително освен тях трябва да има предпазители и други видове максималнотокови защити.

РТБ

В заключение ще споменем, че в момента на пазара има изключително разнообразие от защити за двигатели или т.н. моторни защити. Някои от тях са снабдени с различни сонди, поставени на специално подбрани места в двигателите, които защитават, служещи като сензори, за протичащите в двигателя процеси. Други имат прецизна и скъпа електроника, която реагира на съвсем малки изменения на параметрите на двигателите, но ако количеството и цената на защитите започнат да превишават значително стойността на защитаемия двигател, може би е добре да се ползва добре познатата и надеждна стандартна моторна защита, заедно с предпазители със стопяеми вложки.

Aug 132015
 

Генерацията цифрови програмируеми таймери, с отчитане на географските координати, са съвременно средство за автоматизация на системи за осветление на обекти, светлинни реклами и табла, витрини, знаци, пана или улично осветление на населени места, осигуряващи значителна икономия на средства и необслужваем режим на работа. Устройствата имат достатъчно мощност, да контролират осветителни тела с обща консумация до 4000W, което означава, че ако се използват LED осветителни тела с консумация 40W, един таймер може да включва и изключва до 100 лампи. Фотоелектрическия таймер има възможност за седмична програмация, което означава, че може да се програмира да различава работните дни от уикенда, когато това е необходимо. Функцията му за включване и изключване в зависимост от осветеността го прави много подходящ за автоматизация на уличното осветление в населени места. Така ще имаме сигурност, че контролираното осветление винаги ще се включва при залез слънце и ще се изключва автоматично при изгрев.

анс15т

Моделът AHC 15Tза разлика от другите електронни и аналогови таймери, допълнително се настройва според географското положение на контролирания обект.

меридиани и паралели

Електрическата и механичната му износоустойчивост са изключително високи и достигат до над 1 000 000 цикъла. Има удобен LCD дисплей, който служи при процеса на програмиране и дава информация за настройките на устройството. Важно е да се отбележи, че устройството има съвсем незначителна собствена консумация, съвсем малки размери и може да се постави на DIN шината на електроразпределителното табло. Но най-същественото му предимство е, че програмираните времена на включване и изключване са във функция, от географската ширина и продължителността на деня, което означава, че ако вие сте настроили таймера да включи например в 9 часа осветлението на обекта (например парк, квартал или паркинг), но в определения сезон, на определените географски координати на определения ден слънцето залязва в 9.30 – таймера ще включи в 9.30ч.

diferent

Това изключително улеснява работата с таймера и пести значителни количества електроенергия. Не се налага пълно препрограмиране през 2-3 месеца, когато залеза и изгрева на слънцето започнат силно да се различават от зададените при програмирането.

Функцията свързана с астрономическата корелация може и да не се включва, ако не желаете той да се съобразява с изгрева и залеза на конкретното местоположение. Когато обаче тя се включи, настройката започва с избор на полукълбото в което се намирате – северно или южно. След това трябва да установите географската си ширина, която впрочем е изписана на всички географски карти или да я потърсите в интернет. Когато настроите и нея, можете да започнете да настройвате датата, часа и времената на включване е изключване. Всичко това е описано детайлно в инструкцията за експлоатация на контролера. Устройството работи с много малко отклонение от зададеното време – около 2s, широк диапазон на работната температура и нормална влажност на въздуха: от 35 до 85%. Понася значителни отклонения от номиналното напрежение, което го прави незаменимо в малки и отдалечени населени места с нестабилно номинално напрежение. Може да работи както при 180VAC така и при 250VAC. Фотоелектрическият програмируем ключ е снабден с предпазен капак, който след програмирането се затваря и предпазва дисплея и бутоните от механични повреди и прах.

В заключение ще споменем, че фотоелектрическия седмично програмируем таймер с астрономическа корелация за еврошина е изключително полезно устройство, което благодарение на спестените за електроенергия пари многократно изплаща цената си.

May 292015
 
remote control

Дистанционно управление е всяко устройство, което прехвърля сигнала от оператора към контролирано от него устройство, уред, апарат, прибор или система от устройства поради различни причини, като отдалеченост, враждебна околна среда, недостъпност, удобство или просто управляваното устройство се намира във въздуха, под водата или в космоса. Дистанционното управление се състои от предавател, приемник и изпълнителен механизъм бил той механичен или електронен.

remote control

Видове дистанционни управления.

Дистанционните управления могат да се класифицират по вида на връзката между управляващо и управлявано устройство. Най-простият вид връзка е механичната връзка. При нея операторът управлява чрез директна механична (физическа) връзка устройството. Следващият вид връзка е чрез електрически кабел. Този тип връзка се използва за контрол на подвижни обекти, лабораторни и специални съоръжения или производствени машини (напр. телфер). Един от най-разпространените видове връзка или по-точно комуникация е радиовръзката. Едно от предимствата и е, че е независима от електропреносната система. Радиокомуникацията се използва при управление на роботи, военни съоръжения, безпилотни летателни средства, включване и изключване на уреди, които не се намират на линията на зрението като автоматизирани гаражни врати, осветителни тела, някои видове отопление, радиоуправляеми модели, детски играчки и др. Чрез радио сигнал може да си управляват и космически апарати в орбита като сателити, телескопи и оръжейни системи. В бита най-разпространеният вид връзка между дистанционно управление и даден уред е инфрачервен сигнален лъч. Масово инфрачервената връзка се използва в домашната електроника като телевизори, Hi-Fi системи, компютърна периферия като клавиатури, компютърни мишки, слушалки и др.

product_large_50435

 

Приложение на дистанционните управления.

Дистанционните управления се използват в авиацията, като практически целият пулт за управление в пилотската кабина е свързан чрез електрически кабели с всички бордови изпълнителни механизми и оборудване. В космическите изследвания са немислими без използването на дистанционни управления. Съветската програма за изследване на лунната повърхност чрез радиоуправляеми луноходи от края на шейсетте и началото на седемдесетте години изцяло е базирана на използването на дистанционни управления разположени на земята. За целта сигналът се е излъчвал от внушителни като размер радиотелескопи. В компютърната техника игровите конзоли като Nintendo Gamecube, XBox 360, PlayStation 3 безжичните дистанционни са отдавна стандарт. Във фото и видеозаснемането първоначално се е използвало кабелно свързване, но постепенно се е преминало на радиосигнал или инфрачервен лъч. Синхронизацията на фотосветкавицата и отварянето на блендата на апарата се извършва чрез лъч. Този метод се използва при светкавици разположени отделно от апарата без връзка с него. При изучаването на диви животни, особено през тъмната част на денонощието в отдалечени и труднодостъпни местности се залагат така наречените фотокапани. Фотоапарата снима или камерата започва да работи, когато животното пресече предварително фиксиран и включен инфрачервен лъч. При заснемане на съвременните филми често се използва кинооператорски кран, на чиито край е монтирана камерата, която се управлява чрез дистанционно управление. Напоследък все по-голямо приложение намират дистанционни управления за включване на светлините в жилището.

дистанционно за осветление

Във съвременните оръжейни системи, радиоуправляеми танкове, катери и самолети се използват за решаване на тактически задачи по разузнаването и локализирането на противника, както и при неговото унищожение. Дистанционни управления се използват при ЖП транспорта, метрото, във водния транспорт, в промишлеността и строителството, в електроенергетиката, в лабораторното оборудване и в много други области на живота.

След всичко изброено дотук ще се спрем по специално на дистанционните управления на домашната електроника.

product_large_32752

Съвременният дом вече не може да мине без поне няколко дистанционни управления, които са на всевъзможни места из стаите и често е трудно да бъдат открити. Като се започне от дистанционното за телевизора, което се е превърнало в неотменим негов придатък, премине се през дистанционното за DVD системата и се стигне до дистанционното за климатика, сякаш целия ни дом се контролира от дистанционни.

product_large_50522

Сложното е, че всеки модел и марка телевизор се управлява от различно дистанционно управление. Дори два модела от една марка на Panasonic, Aiwa или Philips, са с различни дистанционни и не може да се управлява единия с дистанционното на другия. Поради тази причина възникват цели магазини и каталози и класификации с най-различни дистанционни управления, защото често оригиналното дистанционно може да бъде повредено поради счупване или потапяне във някаква течност или просто да бъде изгубено. Все по-популярни стават и т.н. програмируеми дистанционни, които чрез специален компютърен софтуер се програмират така, че да служат за всички домашни дистанционно контролируеми устройства. Така всички дистанционни се интегрират в едно. Друг вид дистанционни управления са универсалните дистанционни за всички модели климатици.

product_large_46665

При тях са запаметени стотици честоти на различни марки климатици. За да адаптирате дистанционното към съответната марка климатик, просто трябва да го насочите към климатика и да пуснете функцията „автоматично търсене“ и да изчакате климатика да реагира, след което запазвате настройката и вече климатика ще работи на така фиксираната честота.

product_large_56108

 

 

 

Apr 232015
 

Релетата за време, наричани още таймери, според конструкцията, принципа на действие и начина на изпълнение се разделят на аналогови и  електронни устройства, които служат за превключване на електрически вериги и консуматори по предварително избрана времедиаграма и интервал от време. Според максималния им времеви обхват  познаваме 24 – часови таймери, седмични таймери, релета за време със закъснение при включване (ON-delay), релета за време със закъснение при изключване (OFF-delay), циклични релета за време, многофункционални релета за време, релета за време тип стълбищни автомати и различни комбинации от всичко изброено.

10
Към аналоговите релета за време спадат и електромеханичните и механични релета, които не се нуждаят електрическо захранване. Наричат ги също часовникови релета. Те се състоят от механична врътка, чрез която се настройва времето на изключване, свързана към контактна система и часовников механизъм.

2

При завъртане на врътката на желаното време, започва обратно отброяване, като след изтичане на, зададеното ръчно време, контактната система сменя състоянието си от включено на изключено или обратно. Може след изтичане на заданото време да се включи звуков сигнал (кухненски часовник). Основен недостатък на този тип таймери е, че нямат голяма точност и се използват, когато не се налага да търсим висока точност.

1

Този тип действие може да се реализира и от електронни таймери и се нарича нормален режим на релето за време. Режимът се състои от предварително зададено време, след изтичане на което релето сработва и нормално отворените контакти се затварят, а нормално затворените се отварят. Вариант на този режим е, когато релето има зададено време на изключване, но то започва да тече, когато към него се подаде захранване, ръчно или чрез някакъв тип автоматизиран процес.

3

Когато искаме да постигнем функция с обратното действие, използваме реле за време със закъснение при включване, това е така наречения отложен старт. При тази функция предварително е настроено времето на отброяване и с подаване на захранване към релето, започва отброяване на зададеното време. След неговото изтичане изходът превключва (т.е нормално отвореният контакт на изхода се затваря а нормално затвореният се отваря) и остава в това положение до следващ импулс, прекъсване или рестарт на захранването.

Комбинация от двата режима, описани по горе, се състои в реле за време изпълняващо цикличен режим (режим тригер). Названието тригер идва от формата на кривата на напрежението, представляваща поредица от правоъгълни импулси с дължина, съответстваща на времето на включено и изключено състояние на релето (фиг.1). Релета за време в този режим изпълняват последователност от интервали: на работа и пауза.

9

По-просто казано, предварително се настройват времето на работа и времето на пауза. След подаване на захранване към релето, то задейства контактната система на изхода си и включва до изтичане на времето на работа, след което се връща в изходно положение (изключва) до изтичане на времето на пауза, след изтичане на това време, релето отново реагира и цикъла се повтаря до следващ импулс, прекъсване или рестарт на захранването.

10

Многофункционално реле за време

 

Когато едно реле изпълнява описаните по-горе функции (отложен старт, времезакъснение при изключване, тригер режим), както и допълнителни, се нарича многофункционално реле.

По-различен е принципа на действие на седмичните и 24 часови релета за време (таймери) наричани още програматори за време. Те представляват механични или електронни релета за време, които се настройват по астрономическото време. При тях, в зависимост от паметта им, имаме възможност да настройваме n-на брой, времена на включване и изключване на електрическите вериги. Според начина им на монтаж, съществуват такива за табло или за контакт.

16

Седмично елекктронно реле за време

 

Таймерите за контакт, освен релейния механизъм имат вграден контакт и се включват директно в подбран контакт на захранващата мрежа, като след тях се включва управлявания консуматор, докато тези за табло, се нуждаят от опрводяване по определена електрическа схема.

17

24 часово механично реле за време

 

При седмичните таймери, първоначално настройваме точните часове на включване и изключване на консуматорите за всеки един ден от седмицата като можем да избираме различни режими за всеки един от тях. След това се подава захранване, за да се активира програмирането на релето. Седмичният режим на работа се повтаря всяка седмица според настройките на предходната седмица.

18

Дисплей на електронен седмичен таймер

При 24 часовите, или още наричани денонощни таймери, в зависимост от нашето желание еднократно настройваме времена на включване и изключване на консуматори само за един ден, като цикъла се повтаря всеки ден.

15

Релетата за време тип стълбищни автомати се използват най-често в контрола на стълбищното осветление на жилищни сгради, бизнес сгради и др. Принципа им на действие се основава на режима на закъснение при изключване или вече познатия ни нормален режим.

11

Схема на електрическата верига на стълбищен автомат

При свързване на релето по определена схема към консуматорите и подаване на импулс (сигнал старт), чрез бутон за стълбищно осветление, свързаните към релето товари се стартират и работят толкова време, колкото е зададено.

Dec 092014
 

 

hi-3038-340050-Multimeter-MS8233C-MASTECH

Мултиметърът е един от най-разпространените измервателни уреди след часовника и термометъра. Уредът във вид на галванометър е измислен през 1820г., като първоначално е измервал съпротивление и напрежение използвайки мост на Уинстън. Използвал се е в лабораторни условия и е бил много бавен и неудобен за пренасяне. През 1920г. се появява преносимият мултимер измерващ напрежение и ток. За изобретател на мултицета се приема английския инженер Доналд Макади, на който се налагало да носи много на брой и тежки измервателни инструменти при поддържането на далекосъобщителни пощенски вериги.

1920s_multimeter_3738-6b

Макади изобретил комбиниран уред, който можел да измери волтове, ампери и омове, затова нарекъл уреда Авометър. Уредът съдържал подвижна намотка, различни прецизни резистори и превключватели на обхватите. Първият Авометър е пуснат в продажба през 1923г. и не се е изменил особено до последният си модел 8.

8mk5

По същото време са се продавали и джобни мултиметри, много наподобяващи на вид тогавашните джобни часовници и струващи по-малко от Авометъра. Техническите характеристики на тези устройства били много груби, скалите били нелинейни и често измерването не било особено надеждно. Измервателният уред бил постоянно подобряван, били добавяни измервателни функции, като измерване на децибели, капацитет, честота, коефициент на запълване и т.н. Някои мултицети (нем. multizet) имат специализирани допълнителни функции за измерване на индуктивност, температура, а някои имат възможност за свързване към компютър. Има създадени мултицети, които „изговарят“ отчетената стойност и т.н.

product_large_53640

Съвременните мултицети (мултимери, мултитестери, мултиметри, амперволтомметър) са електронни измервателни уреди, измерващи няколко величини. Използват се такива с електронен дисплей или аналогова (стрелкова) скала, калибрирана за всички видове величини, които се измерват. Уредът е преносим и изключително полезен при измервания в полеви условия, домашни условия и мобилни групи от електротехници посещаващи на място проблемни зони в промишлеността.  Освен разнообразие от функции мултицетите могат да изглеждат по различни начини. Има уреди, които са във формата на писалка, с формата на ръкохватка, с формата на клещи и др.

MS6812R

MS6520Bax-m266c

 

tester-ms6811

 

 

 

 

 

 

 

Мултимерите могат да бъдат намерени в огромен спектър от цени. Като се започне от модели струващи около 10 лв. и се стигне до сертифицирани прецизни лабораторни уреди струващи хиляди.

Типичният мултиметър е комбинация от многообхватен волтметър (AC и DC), многообхватен амперметър, многообхватен омметър, като често измерва и честота, температура, параметри на транзистори и магнитни величини.

Как се измерва с мултицет?

Стандартният мултицет се състои от четири части:

  • дисплей
  • превключвател с разграфена скала за измерваните величини и обхвата на измерване
  • две, три или четири вградени обозначени букси (конектори), едната от които задължително е COM
  • сонди, обикновено червена и черна

product_41309

На някои уреди, в горната им част има и бутони, един от които обикновено е ON/OF, а другите може да са HOLD за запаметяване на измерената стойност, LIGHT за осветление на дисплея  и др. Захранването на мултицетът е от батерия, която се монтира в самия уред под капак от задната му страна и обикновено влиза в закупения комплект. Често мултицетът е в гумено легло с цел при евентуално изпускане да не се повреди. Дисплеят е четириразреден и има възможност да показва и отрицателен знак.

multitset-dt830b-1-8416

След поставяне на батерията и поставяне на черната сонда в буксата с надпис COM, а червената сонда в зависимост от това какво измерваме в една от другите букси, например тази с надпис mAVΩ e време да проверим изправността на уреда. Като се завърти превключвателя в позиция звуков сигнал обикновено означен с разпространяващи се звукови вълнички, може да хванете сондите за техните ръкохватки и да допрете металните им накрайници един в друг. В резултат трябва да чуете звук, което показва наличието на верига.

Третата букса е с изписана стойност на ампери и се използва при измерване на големи токове.

Скалата на мултицета има отделни сектори за измерване на постоянно и променливо напрежение. Постоянното напрежение е означено със знак V-, а променливото, съответно с V~, като стойностите на обхватите (диапазони на измерване) се избират от въртящия се превключвател. Има по-прости уреди без дисплей, които засичат единствено наличието и големината на напрежението от няколко предварително фиксирани стойностти срещу всяка от което има светодиод.

original_53523

 

 

Ако не знаете стойността на измерваното напрежение, се препоръчва да сложите превключвателя на максимална стойност. Ако измервате постоянно напрежение, но размените местата на сондите стойността на измереното напрежение ще се появи на екрана с отрицателна стойност без някаква опасност за мултицета.

5064bbb4ce395fc576000000

За да се измери напрежението на една батерия например, превключвателя трябва да е на постоянно напрежение и на стойност близка, но по-голяма от тази която е изписана на батерията.

При измерване на съпротивления поставете превключвателя на скалата означена със знак Ω, като ако не знаете стойността на съпротивление поставете превключвателя на по-голяма стойност. Съпротивленията имат цветни линии, наречени цветен код на резисторите, ако не знаете какво означават линиите може да пробвате много онлайн калкулатори, които са лесни за употреба, но ако нямате наблизо интернет, а разполагате с мултицет, доближете краищата на сондите към двете крачета на резистора.

5064bbb3ce395fbe76000000

На екрана ще видите или 0.00, или 1 или действителната стойност на съпротивлението. Ако показанието е 1 или OL (overload) това означава, че уреда е претоварен и трябва да увеличите диапазона на измерване, например от 2kΩ на 20kΩ. Ако показанието е 0 или близко да 0, трябва да се намали обхвата, например от 200kΩ на 20kΩ Ако обаче сте на обхват 20kΩ и показанието е 5,5, това означава че резисторът е 5,5kΩ. Измерването на съпротивлението има редица особености с които трябва да се съобразите:

  • не забравяйте, че съпротивленията се влияят от околната температура и като правило стойността им винаги се дава при температура 20°С
  • когато съпротивлението е монтирано на платка или в устройство, измерването му може да бъде изключително трудно,1 защото околните електронни елементи ще влияят чувствително на измерената стойност
  • имайте предвид, че всеки резистор има толеранс (отклонение от номиналната стойност), която е около 5%, затова ако мерите съпротивление от 20 kΩ е добре да сложите превключвателя на по-високия диапазон.

5064bbb4ce395fa175000000

 

Измерването на ток е едно от най-често правеното и същевременно е доста трудно в днешно време, когато повечето електроника е вградена и капсулована. Трудността произтича от това, че токът трябва да се измери при последователно включване на измервателното средство. Докато напрежението се измерва паралелено – между фаза и нула, за измерване на ток, трябва да се прекъсне физически веригата и да се включи уредът последователно. Червената сонда трябва да се свърже от страната на захранването, а черната от страната на консуматора. Ако свържете сондите обратно – показанието на дисплея ще е с обратен знак. Също така добре е да използвате сонди с накрайници крокодили, за да може токът да протича устойчиво през уреда без ръцете ви да са заети с това. От особена важност е да определите точният диапазон на протичащият ток. Ако искате да измерите тока с течение на времето, трябва да вземете в предвид и пусковия ток на определени консуматори, който може да надскочи за кратък период от време зададения диапазон.

Тук е мястото да се отбележи, че най-честата причина за изгаряне на мултицета е ако се опитаме да измерваме напрежение, а сме забравили превключвателя в зоната на токовите измервания. Получаваме пълно късо съединение и дори предпазителя няма да спаси уреда от безвъзвратна повреда. Освен това, на буксата с надпис 10А предпазител няма, както ще стане дума по-надолу в текста.

Ако се налага да измервате по-голям от 100mA, трябва да поставите червената сонда в конектора, на който пише 10А, така ще може да измервате много по-големи токове. Разбира се, ще се загуби част от чувствителността на уреда при това измерване. Когато не е сигурно, точно какъв ток се очаква през дадена верига, винаги е по-добре да се започне със сонда поставена в буксата за 10А. В близост до тази букса обикновено има надпис unfused, което означава че при измерване със сонда включена в тази букса нямаме предпазител.

Една от най-важните функции на мултицетът е измерването на свързаност (непрекъснатост) на верига. Този тест е важен защото дава информация дали са правилно свързани електрически вериги. Специалистите по хардуер често използват именно тази функция на уреда. За да измерите много ниско съпротивление между две точки (от порядъка на няколко ома) трябва да поставите превключвателя на знака, който изглежда като разпръскващи се вълни от високоговорител. По този начин ползваме мултицета като веригопроверител. Някои от най-простите модели мултицети може и да не притежават тази функция. Ако при докосването на краищата на веригата чуете звук, това означава че съпротивлението в нея е много, много малко. Като правило, системата трябва да е изключена, когато се измерва свързаност. Ако измервате свързаност между две точки на една верига, в която има включен и кондензатор за кратко ще чуете сигнал, който след това ще прекъсне. Това означава, че просто кондензатора се е разредил и и след това е прекъснал веригата.

507e3597ce395f2f4c000000

Често се налага с мултимера да се измерва полярността на диоди и LED. За целта превключвателя трябва да бъде поставен на означението за диод. След това се прави внимателен оглед на диода и се търси идентификация на катода, обикновено това е по-тъмна лента в областта на катода. Полученото на уреда показание показва пада на напрежение върху диода в посоката на пропускане. Числото, което се появи може да е 0,2V за германиев диод или 0,5V за силициев. Ако сте поставили сондите обратно ще се появи индикация OL – претоварване. Ако и в двете положения на сондите се появява символа за претоварване значи диода е прекъснат.  Ако и в двете положения се появява някаква стойност значи диода е пробит, т.е. даден накъсо. При LED по-дългото краче отговаря на „+“, а по-късото на „-„. След като определим полярността внимателно докосваме положителния край (респ. анода) с червената сонда, а отрицателния – с черната. LED диода трябва да светне, ако сме спазили поляритета. Ако падът на напрежение в светодиода е по-голям от 2 V уредът ще даде неправилното показание, че светодиодът е прекъснат!

Някои уреди имат отделен куплунг за измерване на транзистори. За да измерим усилването на транзистор трябва да сложим превключвателя на една скала само с едно деление означено с hFE (ако го има). Виждаме означението PNP за прав и NPN за обратен транзистор. Подреждането на отворите е Е за емитер, С за колектор и В за база в този ред и отново Е. Това се прави защото транзисторите могат да имат изводи ЕСВ и СВЕ. Когато поставим транзистора според означенията на дисплея ще видим усилването на транзистора по ток. Показаната стойност трябва да се приема за приблизителна, защото тя зависи от подадения тестов ток. Тъй като мултицета подава слаб постоянен ток, транзисторите тип Дарлингтон, при които има относително силни токове ще се получат погрешни отчитания, както и транзистори с вградени съпротивления. Не трябва да се загрявате транзистора от топлината на ръцете, защото показанието се влия е от температурата. За целта трябва транзисторът да се остави за по-дълго в уреда докато показанието се стабилизира.

original_39224

Някои уреди имат отделни входове (цокли) за термодвойки, кондензатори, скала за температура, възможност за аналогова индикация – представяне на измерваната величина под формата на непрекъсната линия.

MS8211N 1

При измерване на кондензатори, те трябва предварително да се разредят като се дадат накъсо изводите му след това се поставя в предвидения за целта цокъл, като се внимава за полярността му ако е поляризиран. Ако скалата за кондензатори има деления е добре да се започне с най-голямото.

Понякога се случва да оставите превключвателя в полето на измерване на ток, а да включите сондите между фаза и нула. Това ще доведе до късо съединение, през мултицета ще премине голям ток и предпазителя му ще изгори. Това може да се случи без никакви външни признаци, но ако направите опит да измерите ток с изгорял предпазител просто показанието на дисплея ще е нула, защото предпазителя е прекъснал веригата, която иначе би се затворила през уреда. За да смените предпазителя на мултицета трябва да го отворите. Различните уреди се отварят по различен начин, при едни се развиват винтчета, други са на клипс. Важно е да поставите на мястото на стария предпазител нов със същата стойност на изгаряне. Обикновено стойността му е 200mA.

С мултицети в ценовия диапазон от 10 до 60-70лв може да се получат резултати за практически цели при ежедневните задължения на електротехници и хардуерни специалисти. Ако обаче целта е постигане на висока точност и получаване на експериментални резултати с научна приложимост, трябва да се използва уред от съвсем друг клас, каквито са мултимерите на Agilent. Функциите на един мултицет от висок клас са значително повече, работата с него е много по-ефективна, а получените резултати – много по-точни.

Така например уредите от висок клас могат да имат автоматичен избор на диапазон autoranging, така че мултицета сам настройва вътрешните си вериги, за да измери коректно подаденото към него напрежение, ток или съпротивление.

 

Подсвета на дисплея от своя страна позволява извършването на измервания в слабо осветени места, например през нощта на открито. Автоматичното изключване е функция, много полезна за по-разсеяните потребители, която съхранява батерията. Уредите от този клас обикновено имат извод за свързване към компютър, където при използване на специален софтуер резултатите от измерванията могат да се запаметят, да се представят графично и т.н.

 

Oct 242014
 
original_51483

Асинхронните трифазни двигатели имат широко приложение в индустрията поради простото си устройство, изключително висока надеждност и ниска цена. Скоростта на асинхронният трифазен двигател се определя от два фактора: честотата на тока и броя на полюсите. При стандартните електрозадвижвания, честотата е постоянна величина – около 50 Hz, а веднъж избрана, конструкцията на електродвигателя е неизменна, което води до инвариантна скорост на двигателя. Има създадени и двигатели с два комплекта намотки, при които скоростите могат да са четири, но те са неизменни и не позволяват плавно регулиране. В индустрията, обаче, често се налага плавно регулиране на оборотите на двигателите. Областите, в които това е необходимо, са изключително големи: при металорежещите и металообработващите машини, в подемно-транспортното задвижване, при компресори, помпи, вентилатори, поточни линии и др. За да се осъществи плавно регулиране на оборотите на асинхронния електродвигател е необходим честотен инвертор.

original_51483

Това е устройство, което преобразува неизменното подадено напрежение и честота на главното захранване в изменящи се напрежение и честота. Монтира се между захранването и двигателя и позволява един обикновен стандартен двигател да се превърне в гъвкава, моделируема система с променливоскоростно задвижване. Не са за пренебрегване и допълнителните ползи от използването на честотен инвертор в системата. Те са много и разнообразни – като се започне от това, че може да се стартира двигателя плавно, без нарастване на пусковия ток; осъществяване на високоефективно динамично спиране; повишаване на cosϕ, без използването на кондензатори; съществено понижаване на енергийните разходи при двигатели с променлив режим на натоварване (например, при помпи и вентилатори, начина на регулиране на флуида, който те задвижват, е чрез различни видове клапани и жалузи, при което мощността и респ. консумацията на енергия на двигателя остава неизменна, като голяма част от ефективната мощност се губи за преодоляване на преодоляване на преградата по пътя на флуида, ако обаче се използва честотен инвертор за регулиране скоростта на електродвигателя, консумираната мощност се намалява пропорционално на напора на витлото, което води до значителна икономия на енергия); имаме пълен контрол на работата на електродвигателя-напрежение, ток, скорост на вала, въртящ момент, време за развъртане, време за спиране и т.н.; благодарение на плавния режим на работа се повишава експлоатационния живот на всеки компонент на електрооборудването и накрая стигаме до възможност от защита от претоварване.

Честотният инвертор се състои от три основни части:

1. Изправител – преобразува захранващото променливо напрежение чрез диодни модули в пулсиращо постоянно напрежение.

2. Постояннотокови филтри – състои се от филтриращи дросели, кондензатори и други видове филтри.

3. Транзисторен инвертор – преобразува постоянното напрежение в ШИМ (широчинно-импулсно-модулирано) променливо напрежение.

sheme1

Принципна схема на типичен честотен инвертор

Освен гореизброените силови компоненти, честотния инвертор има и система за управление, изпълнена чрез програмируем микропроцесорен контролер, който също така осигурява синусоидалната форма на тока.

Честотните инвертори се делят на скаларни и векторни, в зависимост от начина на управление на електродвигателя. Способът за изчисление на стойността на напрежението, обуславя вида инвертор. При скаларните честотни инвертори, напрежението е функция от честотата, която се калкулира като линейна интерполация по няколко опорни точки. Ползвателят на честотния инвертор има възможност да определя стойността на тези точки. Скаларът е величина, чиято стойност може да се изрази с едно число. Тъй като променяме една единствена величина, наричаме тези инвертори скаларни.

Управляващ панел на честотен инвертор

Управляващ панел на честотен инвертор

При векторните честотни инвертори, ползвателя трябва предварително да зададе електрическите параметри на управляваният електродвигател. Стойността на напрежението се определя чрез моделиране на преходните процеси в асинхронния двигател. Векторният инвертор изисква от потребителят по-задълбочени познания по теория на електрозадвижванията. Някои съвременни инвертори имат зададени предварително някои от параметрите за настройка (макроси), което облекчава настройката на инвертора. При скаларният инвертор също има добро качество за регулиране на на оборотите на двигателя, дори когато просто се използват заводските настройки.

Честотните инвертори могат да се използват както за трифазни така и за еднофазни асинхронни двигатели.

 

Наред с безспорните ползи от съвместната работа на честотните инвертори с асинхронни двигатели, се наблюдават и някои проблеми, които трябва да се имат предвид при използването им.

 

 

  • наличие на висши хармоници на изхода на честотния инвертор. Хармоничните изкривявания повишават загубите в стоманата и електрическите загуби в намотките на двигателя. Наличната радиочестотна интерференция може да се разпространи както по кабелите, така и по въздуха. Поради това, че кабелите между честотния преобразувател и двигателя са изключително мощен източник на потенциална интерференция, силовите и сигналните кабели могат да работят като трансмисионни антени, което е недопустимо от директивите за електромагнитна съвместимост приети от Европейския съюз. Стандартът IEC 61800-3:2004 определя изискванията, на които трябва да отговарят задвижванията по отношение на хармоничните изкривявания, за да бъдат сертифицирани в Европейския съюз. За да се избегнат тези проблеми могат да се вземат следните мерки: да се монтира оборудването в затворено и правилно заземено метално електроразпределително табло; поставя се филтър за подтискане на радиочестотната интерференция на захранването; ползват се екранирани кабели, по възможност с метална оплетка на всяко жило; трябва да се монтират далеч едни от други, кабели склонни към интерференция и захранващите кабели.
  • пикови удари на напрежението върху клемите на електродвигателя. На изхода на инверторите с широчинно-импулсна-модулация се получава напрежение с висока носеща честота (до 20kHz). Когато разстоянието между честотния инвертор и двигателя е по-дълго от 20 метра, в кабела протича вълна със стръмен фронт, чиято импулсна форма може да създаде амплитуда на първия хармоник, превишаваща значително номиналното напрежение, за което клемите на двигателя са проектирани. Този пик уврежда изолацията на кабела, води до преждевременно стареене на клемите, повишава вибрациите на вала на двигателя, увеличава нагряването на намотките и намалява въртящия момент на двигателя с до 5%. Лабораторни изследвания показват, че първите няколко навивки на намотката поемат напрежение достигащо до 1.4kV, като градиентът на увеличение du/dt e е толкова голям, че надвишава диелектричната якост на изолацията и има опасност от пробив. За да се избегне този проблем трябва да се осигури сравнително малко разстояние между честотния преобразувател и управлявания от него двигател.
  • прегряване на асинхронния двигател при ниски скорости на въртене. Както знаем честотният инвертор ни позволява да въртим АД с практически всяка скорост. Стандартния асинхронен двигател е проектиран така, че въртенето на ротора, върти охлаждащите лопатки, аксиално разположени на него. Когато обаче чрез ЧИ намалим скоростта на двигателя под 50% за продължителен период от време, трябва да имаме предвид, че това води до влошено охлаждане и съответно прегряване на АД.
  • електроерозия на лагерите. ЧИ с бързодействащи биполярни транзистори с изолиран гейт (insulated gate bi-polar transistor IGBT) води до много висока скорост на нарастване на напрежението на импулсите от порядъка на du/dt > 10kV/s, това води до силно несиметрична магнитна система, водеща до възникване на напрежение на вала на АД, вследствие на това протичат високочестотни пулсиращи токове през лагерите на двигателя и затварят веригата през заземения корпус, като по този начин влошават качеството на маслото, водят до искрене в лагерите, което от своя страна образува каверни и води до повишено ниво на вибрации. Този проблем е най-ясно изразен при достигане чрез ЧИ до честоти, превишаващи синхронната. Ако все пак се налага такъв режим на работа, трябва да се предвидят по-износоустойчиви и бързоходни лагери, които е добре да бъдат изолирани електрически от АД и да имат автономно охлаждане.
  • вибрации на двигателя. Високочестотните хармоници създават магнитострикция в шихтования магнитопровод, предизвикват индукция на висши хармоници на електродвижещото напрежение в роторната намотка, които си взаимодействат с основния магнитен поток и създават паразитен допълнителен механичен момент на вала. Това създава повишен шум и вибрации на ротора. За да се избегне този проблем се поставят специални филтриращи устройства, за които ще стане дума по-долу в статията.
original_51484

Схема на реален честотен инвертор

Допълнителни защитни средства за преодоляване на проблемите при регулируемите асинхронни задвижвания с използване на честотен инвертор.
  1. Монтиране на външни филтри, дросели, които ограничават високочестотните съставки до стандартни величини, което увеличава живота на двигателя.
  2. Използване на асинхронен двигател с по-висок клас изолация.
  3. Използване на лагери с диелектрично покритие и изолиран външен и вътрешен пръстен и керамични търкалящи се части.
  4. Използване на независимо охлаждане при задвижвания с ниски скорости на въртене на вала.
  5. Поставяне на термисторни защити, против прегряване на статорната намотка.
  6. Използване на екраниран кабел с минимална дължина. Така се избягва ефектът на вълнови пренапрежения на клемите на двигателя. Най добре е, когато инверторът и двигателят са с общ корпус.
  7. Монтиране на вала на енкодери за обратна връзка, носещи информация за фазовия ъгъл на ротора и скоростта на въртене. Енкодерите управляват двигателя по скорост, положение на вала, въртящ момент и др.

original_51486

 

От казаното дотук става ясно колко полезни могат да бъдат честотните инвертори, когато се използват компетентно от професионалисти в регулируемите електрозадвижвания.