Что такое реле: виды, принцип работы, устройство реле

Что такое токовое реле? и для чего оно используется. Конструктивные особенности. Назначение и подключение ТР. Разновидности реле тока: Для непосредственного и косвенного включения. Дифференциальная защита и токоограничение. Современные типы токовых реле

3.1. Электромагнитные реле тока и напряжения

3.1.1. Принцип действия

  Существуют три основные разновидности конструкций электромагнитныхреле:

            1) с втягивающимся якорем;

            2) с поворотным якорем;

            3) с поперечным движением якоря.

image002.gif

  Каждаяконструкция содержит: электромагнит, состоящий из стального сердечника иобмотки, стальной подвижный якорь, несущий подвижный контакт, неподвижныеконтакты и противодействующую пружину.

  Проходящий по обмотке ток Iр создает намагничивающуюсилу Iрwр, под действием которойвозникает магнитный поток Ф,замыкающийся через сердечник электромагнита, воздушный зазор и якорь. Якорьнамагничивается и притягивается к полюсу электромагнита, переместившись вконечное положение, якорь своим подвижным контактом замыкает неподвижныеконтакты реле.

  Ток срабатывания Iср – наименьший ток, при котором релесрабатывает, Iср– это ток, при котором электромагнитная сила превосходит силу сопротивленияпружины, трения и массы.

  Ток срабатывания регулируют: изменяя количество витков обмоткиреле, Iср меняетсяступенчато; регулируя пружину, Iср меняется плавно.

  Ток возврата – при уменьшении тока в обмотках релепроисходит возврат притянутого якоря в исходное положение под действиемпружины.

  Iвоз – наибольший ток в реле,при котором возвращается в начальное положение.

  Коэффициент возврата

image004.gif.                                                                                                (3.1)

У реле, реагирующих навозрастание тока (максимальных реле), Iср>Iвоз®kвоз<1.

По мере перемещения якорявоздушный зазор уменьшается, магнитное сопротивление уменьшается.Электромагнитный момент увеличивается, а сила противодействующей пружиныостается постоянной, возникает избыточный момент. Для возврата якоря необходимоуменьшить ток.

image006.gifРеле минимального действия – реле, действующее приуменьшении тока.

Для срабатывания необходимоуменьшить ток до значения, при котором момент пружины превзойдетэлектромагнитный момент.

Iср – наибольший ток, при котором отпадает якорьреле.

Iвоз – наименьший ток, при котором втягивается якорьреле,

Iвоз>Iср ®kвоз>1.

3.1.2. Работа электромагнитного реле напеременном токе

image008.gif

            image010.gif                                        (3.2)

  Электромагнитная сила FЭ имеет пульсирующийхарактер. Притянутый якорь реле непрерывно вибрирует. Это вызывает дребезг контактов при срабатывании, чтоприводит к их подгоранию, изнашиваются оси. При большом моменте инерции якоряон не успевает следовать за быстрыми изменениями знака результирующей силы.Если же момент инерции якоря недостаточен, то для устранения вибрации применяютрасщепление магнитного потока обмотки на две составляющие, сдвинутые по фазе.

  Расщепление магнитного потока производится либо с помощью короткозамкнутого витка (рис. 3.1.4),либо обмотка реле выполняется двумя параллельными секциями с разным угловымсдвигом (рис. 3.1.5).

image012.gif

Рис. 3.1.4

image014.gif

Рис. 3.1.5


Параметры реле

Из множества параметров реле мы рассмотрим лишь некоторые, необходимые в практической деятельности. Будем использовать даташит на реле серии 833, чтобы теория была максимально приближена к практике.

Обычно в даташитах параметры реле собраны по группам. Как правило, есть параметры обмотки (Coil Data) и параметры контактов (Сontaсt Data).

Рассмотрим сначала некоторые

Реле по способу воздействия

По способу воздействия исполнительного элемента реле на управляемую величину различают:

  • реле прямого действия, в которых исполнительный элемент (у электромеханических реле исполнительным элементом является подвижная контактная система) непосредственно воздействует на цепь управления,
  • реле косвенного действия, в которых исполнительный элемент воздействует на контролируемую цепь через другие аппараты.

Пример видео, где показана работа реле напряжения

Решать проблему скачков напряжения в сетях помогают специальные устройства – реле контроля напряжения. Принцип действия таких реле достаточно прост, есть “электронный блок”, который следит, чтобы напряжение находилось в заданных уставками пределах и при отклонениях сигнализирует расцепителю (силовой части), который отключает сеть. Все бытовые реле контроля напряжения включаются автоматически через определенное время. Для обычных потребителей достаточно задержки в несколько секунд, но для холодильников и кондиционеров с компрессорами нужна задержка в несколько минут.

Здесь по ссылке подробная статья о реле напряжения РН-260t от Новатек-Электро.

Реле контроля напряжения бывают однофазные и трехфазные. Однофазные реле напряжения отключают одну фазу, а трехфазные – одновременно все три фазы. При трехфазном подключении в быту, следует применять однофазные реле напряжение, чтобы колебания напряжения на одной фазе, не привели к отключению других фаз. Трехфазные используют для защиты двигателей и других трехфазных потребителей.

Я разделяю приборы защиты от перенапряжений на три типа: УЗМ-51М от “Меандра”, Zubr от “Электроникс” и все остальные. Никому ничего не навязываю – это мое личное мнение.

Реле напряжения Zubr (Rbuz)

Данное устройство предназначено для защиты от перепадов напряжения (отгорания нуля). Производят ЗУБР в Донецке.

реле напряжения зубр

Отмечу особенности этого реле напряжения.

Индикация напряжения на устройстве – показывает значение напряжения в реальном времени. Это достаточно удобно и необходимо для оценки ситуации с напряжением в сети. Погрешность показаний низкая, разница относительно высокоточного мультиметра Fluke 87 всего 1-2 Вольта.

реле напряжение индикация

Реле напряжения Zubr выпускают на различные номинальные токи: 25, 32, 40, 50 и 63А. Устройство при номинальном токе на 63А выдерживает в течение 10 минут ток 80А.

Верхнее значение по напряжению выставляется от 220 до 280 В с шагом 1 Вольт, нижнее – от 120 до 210 В. Время повторного включения от 3 до 600 сек., с шагом 3 секунды.

Я выставляю на реле Zubr, максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение – 190 Вольт.

У приборов с индексом t в названии, например Zubr D63t, есть термозащита от внутреннего перегрева.  Т.е. при увеличении температуры самого прибора до 80 градусов (например из-за нагрева контактов) – он отключается.

Реле Zubr занимает 3 модуля или 53 мм  на дин-рейке и бывают только однофазными.

В паспорте и приведенных схемах подключения Зубр, не сказано про ограничения по току, но в старой документации, ранее указывалось, что не более 0,75 от номинального.

Как оно работает

Реле тока представляет собой устройство (как правило, электромагнитное или электронное), реагирующее на превышение контролируемой величины во входной цепи. При превышении установленной величины выходные контакты переключаются, и этот сигнал используется для управления цепями сигнализации или устройствами силовой коммутации (отключения нагрузки).

При снижении тока ниже установленного значения, реле тока возвращается в исходное состояние, и его выходной сигнал обрабатывается цепями автоматики, управляющей силовыми цепями. Реле с интегрированным токовым трансформатором, позволяет протянуть через переднюю панель изделия провод, в котором происходит замер тока. От провода с контролируемым переменным током осуществляется питание реле.

Параметры обмотки

Номинальное рабочее напряжение

Номинальное рабочее напряжение (Nominal Voltage) – напряжение, которое нужно подать на обмотку, чтобы произошло устойчивое переключение контактов. В большинстве случаев реле одного типономинала имеет несколько модификаций обмотки, рассчитанных на различные номинальные рабочие напряжения.

Параметры обмотки релеКаждая модификация отличается количеством витков.

В нашем примере эти напряжения лежат в ряду 3, 4, 5, 6, 9, 12, 24, 36 и 48 Вольт.

Это означает, что один и тот же тип реле можно использовать в широком диапазоне рабочих напряжений.

Соответственно, обмотки, рассчитанные на разные напряжения, имеют разное сопротивление (Coil Resistance), и для их управления требуется различный ток.

Из даташита видим, что, чем больше рабочее напряжение обмотки, тем больше ее сопротивление, и тем меньший ток нужен для переключения контактов.

Интересно отметить, что при разном рабочем напряжении обмотка может потреблять одинаковую мощность.

Так, в нашем случае различные модификации обмоток потребляют мощность около 0,36 Вт при работе с напряжениями 5 – 36 В и около 0,45 Вт при работе с напряжением 48 В.

Напряжение срабатывания

Следует отметить, что реле начинает срабатывать при напряжении меньше номинального.

Напряжение, при котором реле срабатывает, называется напряжением срабатывания (Pick Up Voltage). При этом напряжении якорь притягивается к сердечнику таким образом, что переключает контакты.

При внимательно рассмотрении можно увидеть: если на обмотку подать напряжение меньше напряжения срабатывания, якорь приходит в движение, но не настолько, чтобы переключить контакты.

Часто напряжение срабатывания указывают в процентах от номинального напряжения. Так, в нашем примере напряжение срабатывания составляет величину 75% от номинального рабочего напряжения.

Максимальное рабочее напряжение обмотки

Реле будет устойчиво работать и при напряжении обмотки несколько больше номинального. При этом возникают некоторый допустимый перегрев обмотки. Максимальное рабочее напряжение (Maximum Continuous Voltage) также указывается в даташите.

Параметры обмотки релеОно также может указываться в процентах он номинального рабочего напряжения. В нашем примере оно составляет величину 150% от номинального рабочего напряжения.

Иными словами, реле может работать в некотором диапазоне напряжений обмотки. В нашем случае реле, например, с обмоткой 5 В может работать в диапазоне от 3,75 до 7,5 В, а реле с обмоткой 12В — в диапазоне от 9 до 18 В.

Напряжение отпускания

Электромагнитное релеНапряжение отпускания (Drop Out Voltage) — это напряжение обмотки, при котором якорь, будучи ранее притянутым, отпускает.

Напряжение отпускания также может указываться в процентах от номинального рабочего напряжения.

В нашем случае оно составляет величину 10% от номинального.

Т.е. если, например, обмотка рассчитана на номинальное напряжение 5 В, то якорь отпустит при снижении напряжения на обмотке до 0,5 В и менее.

Иногда в справочных данных вместо напряжений срабатывания и отпускания указывают токи срабатывания и отпускания.

Обратите внимание: напряжение срабатывания и напряжение отпускания сильно отличаются!

Иными словами, для удержания реле во включенном состоянии требуется существенно меньше энергии, чем для перевода реле из выключенного состояния во включенное.

Для уменьшения потребляемой от источника питания энергии можно после срабатывания реле уменьшить напряжения на его обмотке до величины, большей напряжения отпускания.

Теперь рассмотрим

Реле постоянного и переменного тока

В любом жилом помещении или промышленном учреждении требуется устанавливать специальные защитные устройства, которые предохраняют от перенагрузок сети и коротких замыканий. Реле тока используется для контроля работы двигателя, трансформаторов и прочих электрических приборов.

Термореле на транзисторах

Термореле (рис. 1) выполнено на основе триггера Шмитта. В качестве датчика температуры используется терморезистор (резистор, сопротивление которого зависит от температуры).

Потенциометр R1 устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. Его регулировкой добиваются срабатывания исполнительного устройства (реле К1) при изменении сопротивления терморезистора.

Схема простого термореле на транзисторах

Рис. 1. Схема простого термореле на транзисторах.

В качестве нагрузки в этой и других схемах этой главы может быть использовано не только реле, но и слаботочная лампа накаливания.

Можно включить светодиод с последовательным токоограничивающим резистором величиной 330. 620 Ом, генератор звуковых колебаний, электронную сирену и т.д.

При использовании реле контакты последнего могут включать любую электрически изолированную от цепи датчика нагрузку: нагревательный элемент либо, напротив, вентилятор.

Для защиты выходного транзистора от импульсов напряжения, возникающих при коммутации обмотки реле (индуктивной нагрузки), необходимо включать параллельно обмотке реле полупроводниковый диод.

Так, на рис. 1 анод диода должен быть соединен с нижним по схеме выводом обмотки реле, катод — с шиной питания. Вместо диода с тем же результатом может быть подключен стабилитрон или конденсатор.

3.2. Разновидности электромагнитных реле

3.2.1. Токовые реле

  Токовые реле –электромагнитные реле, включенные на ток сети (непосредственно или черезтрансформаторы тока).

  Для уменьшения нагрузки на трансформатор тока токовые реле должныиметь по возможности малое потребление мощности. Обмотки токовых релерассчитываются на длительное прохождение токов нагрузки и кратковременное –токов КЗ. kвоз должен приближаться кединице.

  Реле РТ–40. Ток срабатывания регулируется плавно изменениемнатяжения пружины. Обмотка реле состоит из двух секций, что позволяет путёмпараллельного и последовательного включений изменять пределы регулирования токасрабатывания. При последовательном соединении число витков возрастает,увеличивается точность, диапазон уменьшается в 2 раза.

  Обозначение реле РТ–40/0,2 – диапазон токов срабатывания –0,05…0,2 А;

            РТ–40/20 – 5…20А.

  В справочниках по реле указываются: пределы уставок,термическая стойкость, коэффициент возврата, потребляемая мощность.

3.2.2. Реле напряжения

  По конструкции реле напряжения аналогичны токовым, подключаются ктрансформаторам напряжения.

  Реле РН–55. В реле напряжения для снижения вибрацийподвижной системы обмотка реле включена в сеть вторичного тока ненепосредственно, а через выпрямитель.

3.2.3. Промежуточные реле

  Применяются,когда необходимо одновременно замыкать несколько независимых цепей или когдатребуется реле с мощными контактами для замыкания/размыкания цепей с большимтоком.

  Промежуточные реле по способу включения подразделяются на реле параллельного и последовательного включения.


  Параллельное включение. Основные выходные реле: РП–23, РП–24. Реле,обладающие большим быстродействием: РП–211, РП–212 – 0,01…0,02 с. Обычновремя срабатывания промежуточных реле от 0,02 до 0,1 с.

image016.gif

                   Рис.3.2.1

image018.gifПоследовательное включение. Используется, если выходнойсигнал при срабатывании защиты слишком кратковременен для обеспеченияотключения выключателей.

                            Рис.3.2.2

image020.gif  Параллельное включение с удерживающей последовательно включеннойкатушкой. РП–213, РП–214, РП–253, РП–255.

                     Рис. 3.2.3

  В справочниках указываются номинальные величины напряжения, тока,время срабатывания, допустимый ток, контактная система реле.


  Конструкция. Промежуточные реле в основном выполняются при помощи системы с поворотным якорем – достоинство этойсистемы в большой электромагнитной силе при малом потреблении мощности, удобна для изготовления многоконтактныхреле.

3.2.4. Указательные реле

image022.gif  Ввиду кратковременности прохождения тока в обмотке указательногореле они выполняются так, что сигнальный флажок и контакты реле остаются всработавшем состоянии до тех пор, пока их не возвратит на место обслуживающийперсонал.

                    Рис. 3.2.4

  Типы указательных реле: РУ–21, СЭ–2, ЭС–41.

3.2.5. Реле времени

image024.gif

  Служат дляискусственного замедления действия устройств релейной защиты. Основноетребование – точность. Погрешность во времени действия реле не должна превышать±0,25 с, а длявысокоточных реле ±0,06 с.

                   Рис.3.2.5

image026.gif  Конструкция. При появлении тока в обмотке якорь втягивается,освобождая рычаг с зубчатым сегментом. Под действием пружины рычаг приходит вдвижение, замедляемое устройством выдержки времени. Через определенное времяподвижный контакт замкнет контакты реле.

                   Рис.3.2.6

  Типы релевремени: ЭВ–100, ЭВ–200. Широко используется и полупроводниковые реле временисерии ВЛ. Изготовляются реле времени с синхронным электродвигателем серии Е–52,ВС–10. Реле серий Е–512, Е–513 имеют двигатели постоянного тока.

image028.gif  Для уменьшения размеров реле их катушки не рассчитаны на длительноепрохождение тока. Поэтому реле, предназначенные для длительного включения поднапряжение, выполняются с добавочным сопротивлением rд.

                   Рис.3.2.7

3. Контакты реле.

В зависимости от конструктивных особенностей контакты промежуточных реле бывают нормально разомкнутые (замыкающие), нормально замкнутые (размыкающие) или перекидные.

Обозначение контактов на схемах

3.1. Нормально разомкнутые контакты.

Пока напряжение питания не подано на катушку реле, его нормально разомкнутые контакты всегда разомкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты замыкаются, замыкая электрическую цепь. На рисунках ниже показана работа нормально разомкнутого контакта.

Нормально разомкнутый контакт - разомкнут

Нормально разомкнутый контакт - замкнут

3.2. Нормально замкнутые контакты.

Нормально замкнутые контакты работают наоборот: пока реле обесточено, они всегда замкнуты. При подаче напряжения реле срабатывает и его контакты размыкаются, размыкая электрическую цепь. На рисунках показана работа нормально разомкнутого контакта.

Нормально замкнутый контакт - замкнут

Нормально замкнутый контакт - разомкнут

3.3. Перекидные контакты.

У перекидных контактов при обесточенной катушке средний контакт, закрепленный на якоре, является общим и замкнут с одним из неподвижных контактами. При срабатывании реле средний контакт вместе с якорем перемещается в сторону другого неподвижного контакта и замыкается с ним, одновременно разрывая связь с первым неподвижным контактом. На рисунках ниже показана работа перекидного контакта.

Перекидной контакт в исходном положении

Перекидной контакт подтянут

Многие реле имеют не одну, а несколько контактных групп, что позволяет осуществлять управление несколькими электрическими цепями одновременно.

Группы контактов реле

К контактам промежуточных реле предъявляются особые требования. Они должны иметь малое переходное сопротивление, большую износоустойчивость, малую склонность к привариванию, высокую электропроводность и большой срок службы.

В процессе работы контакты своими токоведущими поверхностями прижимаются друг к другу с определенным усилием, создаваемым возвратной пружиной. Токоведущая поверхность контакта, соприкасающаяся с токоведущей поверхностью другого контакта называется контактной поверхностью, а место перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется электрическим контактом.

Электрический контакт

Соприкосновение двух поверхностей происходит не по всей кажущейся площади, а лишь отдельными площадками, так как даже при самой тщательной обработке контактной поверхности на ней все равно будут оставаться микроскопические бугорки и шероховатости. Поэтому общая площадь соприкосновения будет зависеть от материала, качества обработки контактных поверхностей и усилия сжатия. На рисунке показаны контактные поверхности верхнего и нижнего контактов в сильно увеличенном виде.

Поверхность контакта

В месте перехода тока с одного контакта в другой возникает электрическое сопротивление, которое называется переходным сопротивлением контакта. На величину переходного сопротивления существенное влияние оказывает величина контактного нажатия, а также сопротивление окисных и сульфидных пленок, покрывающих контакты, так как они являются плохими проводниками.

В процессе длительной работы поверхности контактов изнашиваются и могут покрываться налетами копоти, окисными пленками, пылью, непроводящими частицами. Также износ контактов может быть вызван механическими, химическими и электрическими факторами.

Окисел на контактах

Механический износ происходит при скольжении и ударах контактных поверхностей. Однако главной причиной разрушения контактов являются электрические разряды, возникающие при размыкании и замыкании цепей в особенности цепей постоянного тока с индуктивной нагрузкой. В момент размыкания и замыкания на контактных поверхностях происходят явления плавления, испарения и размягчения контактного материала, а также перенос металла с одного контакта на другой.

В качестве материалов для контактов реле применяют серебро, сплавы твердых и тугоплавких металлов (вольфрам, рений, молибден) и металлокерамические композиции. Наибольшее применение получило серебро, обладающее малым контактным сопротивлением, высокой электропроводностью, хорошими технологическими свойствами и относительно невысокой стоимостью.

Следует помнить, что абсолютно надежных контактов нет, поэтому для повышения их надежности применяют параллельное и последовательное включение контактов: при последовательном включении контакты могут разорвать большой ток, а параллельное включение повышает надежность замыкания электрической цепи.

Бесконтактные и поляризованные агрегаты

Также разрабатываются поляризованные бесконтактные переключатели. Они представляют собой электронные устройства, идентичные поляризованным электромагнитным установкам по функциональности, но собранные совсем по другому принципу. Это полупроводниковые электронные образцы, разработанные по технологии магнитных усилителей. Подобные агрегаты великолепно проявляют себя в условиях мощных ударов, вибраций.

Приборы собираются по принципу магнитных усилителей и имеют несколько обмоток. Реактивное сопротивление отрицательным или положительным полуволнам на вторичной обмотке изменяется при подмагничивании сердечников постоянным напряжением определенного направления. Зачастую обыкновенным неполяризованным устройством усиливается изменение вторичного напряжения.

Принцип работы и схема токового реле

Понятие «реле тока» широко распространено в электротехнике, а сам этот узел является обязательной составляющей большинства защитных приборов: автоматов, устройств отключения и им подобных. Особенности конструкции и принцип работы таких реле важно знать и понимать не только новичку, но и специалисту со стажем. Но в первую очередь потребуется разобраться с устройством этого переключающего элемента, а также со всем многообразием его видов и типов.

  1. Устройство реле тока
  2. Принцип действия
  3. Назначение и способы подключения
  4. Виды ТР
  5. Для непосредственного и косвенного включения
  6. Дифференциальная защита и токоограничение
  7. Современные типы токовых реле

Простое твердотельное реле своими руками

1585127636_ijul_19g-097.jpg

Твердотельное реле, представляющее собой мощный тиристорный (симисторный) электронный ключ удобнее, надежнее, имеет значительно больший ресурс и работает бесшумно, по сравнению с традиционными электромагнитными реле. Такой ключ-реле не имеет подвижных частей, искрящих-пригорающих-изнашивающихся контактов. Не трудно сделать (даже в кустарных условиях) такое электронное реле любой мыслимой степени защиты (пыль, влажность, агрессивные среды). В большинстве случаев электронные ключи-реле с успехом применяются для коммутации нагрузки на переменном токе в строящихся приборах и аппаратах, модернизируя или ремонтируя старые приборы (применяя мощные электронные ключи) улучшаем их характеристики. Например, выход из строя примененных в множестве бытовой техники механических термостатов с биметаллическими изгибающимися контактами – очень частая причина поломок. Применив подобный электронный ключ мы разгружаем контактную группу штатного механического термостата, колоссально повышая его ресурс.

Здесь, реле-электронный ключ предназначено для управления электрическими нагревателями-спиралями в специальной печи небольшой мощности. Твердотельное реле управляется температурным контроллером имеющим специальный выход. Для сопряжения с контроллером применен транзисторный каскад. В целом, схема исполнительной части повторяет [1], отличаясь исполнением. Здесь, в качестве ключей применены симисторы в корпусах ТОР-3, что позволило сделать сборку вполне компактной.

Принципиальная схема твердотельного реле на симисторе. Здесь применен симистор ВТА-41, транзистор КТ315. Симисторная оптопара – МОС3020 (ток включения светодиода 30 мА). Цепочка С1, R3 предназначена для улучшения динамических характеристик симистора, меньшее из диапазона сопротивлений соответствует резистивной нагрузке ключа, большее – индуктивной. Резистор греется, лучше подобрать керамический, мощностью не менее 5 Вт. При необходимости, ключ может быть применен и для ручного включения, подобно [2], в этом случае транзисторный каскад удаляется, а на светодиод подается питание от маломощного сетевого блока. Такую схему исполнительного устройства можно применить и для контроллеров, не оснащенных специальным (для твердотельных реле) выходом. Достаточно, чтобы устройство управления имело обычный релейный выход, пусть и слабый. Нормально разомкнутую группу контактов штатного реле, следует при этом включить в разрыв питания светодиода.

В качестве радиаторов для симисторного ключа применены алюминиевые корпуса от отслуживших свой срок жестких дисков персонального компьютера. Они оказались вполне удобны для такого применения – преотлично нашлось место для крепления симистора, хорошо поместились и все детали высоковольтной части. Размер корпуса у HDD стандартен, имеются отверстия с нарезкой для специальных коротких саморезов. В ряде случаев, очень удобно применять и металлический корпус от старого системного блока. Модули симисторных ключей при этом монтируются на штатные места в специальную «корзину». Узко-высокий корпус-башню лучше проектировать для ее горизонтального положения, при этом все радиаторы с ключами внутри будут расположены вертикально, для нормального естественного охлаждения (не забыть про вентиляционные отверстия). Либо применять обдув и контроль температуры.

Мой блок управления будет трехфазным, это усложнит схему и увеличит громоздкость блока управления, зато втрое снизит проходящие токи, равномерно распределит греющиеся элементы (симисторы, элементы снабберов) и позволит задействовать пусть и перекошенную, но трехфазную деревенскую сеть.

Что понадобилось для работы.

Набор инструмента для электромонтажа, паяльник средней мощности (40…60 Вт) с принадлежностями, мультиметр, фен строительный или специальный для работы с термотрубками.

Набор инструмента для некрупных слесарных работ, ножницы по металлу, электрическая дрель или шуруповерт, набор сверл.

Материалы – отслужившие HDD, потребные радиоэлементы, крепеж, провод, мелочи

В своем электрическом хламе подобрал три гарантированно ненужных жестких диска, удалил платы контроллеров и механическую часть, оставил только крашеный порошковой краской алюминиевый поддон. В одном из вариантов HDD мотор дисков оказался насмерть запрессованным, оставил как есть, он не помешает.

1585127677_ijul_19g-014.jpg

Разметил места креплений для крупных элементов. Керамический 10 Вт резистор снаббера закрепил жестяной обоймой вырезанной из банки от сгущенного молока (съесть, отмыть, высушить, отрезать торцы, выровнять). Обоймы с резисторами закрепил винтиками М3 (+гайки-шайбы-стопоры).

1585127666_ijul_19g-028.jpg

Симисторы в выбранном месте прижал планками из нетонкого текстолита. Те же винтики М3 со всем сопутствующим, симистор изолировал от радиатора пластинкой из тонкой слюды. Под пластинку и под симистор плюхнул немного теплопроводящей пасты.

1585127645_ijul_19g-039.jpg

Весь электромонтаж велся короткими жесткими проводами – толстой медной луженой проволокой изолированной термотрубкой. Схема несложная, хватило выводов механически закрепленных элементов. Для более удобного подключения нагрузки, сделал от ножек симистора короткие проволочные выводы, сигнал управления подключается к выводам торчащей оптопары. Чтобы не путаться, незадействованный вывод откусил.

1585127607_ijul_19g-093.jpg

Испытания нагрузкой показали, что железка при работе с 2 кВт нагрузкой нагревается незначительно. Вместо сигнала управления зажигал светодиод оптопары от регулируемого БП, установив ток защиты 10 мА.

1585127620_ijul_19g-074.jpg

1585127686_ijul_19g-114.jpg

После проверки работоспособности каждого ключа, собрал трехфазный макет. Все три светодиода оптопар ключей (МОС3022, ток включения светодиода 10 мА) включены параллельно к одному транзисторному каскаду. Такое включение не рекомендуется – сложно достичь полной синхронности работы из-за неравенства, неидентичности оптопар. Мне пришлось применить оптопары имеющиеся. Из их большого количества отобрал три с одинаковыми измеренными параметрами светодиодов. Кроме того, возможной несинхронностью включения нагревателей в печи вполне можно пренебречь. Собственно, даже отказ одного из нагревателей скомпенсирует термоконтроллер.

1585127679_janvar_2020-g-058.jpg

Согласующий транзисторный каскад собран на отдельной некрупной платке и снабжен специальными проволочными выводами для винтовых клемм контроллера. Для уменьшения возни с травлением платку спроектировал так, чтобы границы между широкими контактными площадками легко и удобно прорезать бормашиной.

1585127683_janvar_2020-g-041_.jpg

1585127644_janvar_2020-g-036.jpg

В качестве нагрузки-индикатора включил три 60 Вт лампы накаливания. Чтобы ничего не замкнуло в самый неподходящий момент, смонтировал все крупные элементы на живую нитку на куске ДСП. Пришлось к рабочему столу протянуть и все три фазы. Все отлично, все три включаются синхронно и надежно.

Источник

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...