Оглавление
1. История
2. Неисправности регуляторов типа«Старт»
1. История
Регуляторы яркости «Старт» выпускаютсяотечественной промышленностью на номинальные мощности 4, 8, 16, 24, 32 кВ*А иприменяются для питания огней системы посадки «Свеча-3».
Конструктивно, регулятор представляетсобой шкаф, разделенный на верхний и нижний отсеки. В верхнемотсеке расположены блок управления, амперметр для контроля тока нагрузки,микроамперметр для контроля изоляции кабельного кольца, переключатель управлениярежима работы регулятора и светосигнализаторы: «Включено», «Дистанционноеуправление», «Авария», «Изоляция понижена».
В блок управления входят следующиефункциональные блоки: функциональный преобразователь ФП, усилительрассогласования УР, фазоимпульсный преобразователь ФИП,источник питания ИП,блок задания БЗ, устройствоконтроля изоляции УКИ. Каждый был смонтирован наунифицированном шасси с колодкой разъема. При установке блока ножевая колодка разъемастыкуется с вилкой, расположенной на задней стенке корпуса блока управления.Ниже блока управления располагается панель, на которой установлены реле защитыпо току и напряжению, а также тиристоры и предохранители.
В нижней части шкафа располагаютсяэлементы силовой цепи: трансформатор тока, магнитный пускатель, силовойповышающий трансформатор, выводы для подвода питания 380 В, 50 Гц и для подключениякабеля нагрузки.
Структурная схема регулятора. Напряжение питания поступает на силовойтрансформатор TV1(рис. 1.1) черезблок тиристоров VS1, VS2. В цепь вторичной обмотки силовоготрансформатора последовательно нагрузке включен токовый трансформатор ТА2, скоторого сигнал обратной связи поступает во входную цепь обратной связи, гдевключены амперметр РА для контроля тока нагрузки, реле максимального тока КА1,КА2 и реле минимального тока КАЗ.
/>
Рис.1.1. Структурная схема регулятора яркости типа «Старт»
С входной цепи сигнал обратной связипоступает на функциональный преобразователь ФП,где выпрямляется ипреобразуется для обеспечения однозначного изменения действующего значения токанагрузки и среднего значения тока обратной связи. Преобразованный Сигналсравнивается с опорным сигналом, источником которого является стабилизатор вблоке задания БЗ. Разностный сигнал подается на усилитель рассогласования УР, усиливаетсяи подается на фазоимпульсный преобразователь ФИП,который в зависимостиот значения сигнала, поступающего с усилителя, изменяет фазу управляющихимпульсов, подаваемых на тиристоры VS1, VS2. Тиристоры включены последовательно впервичную цепь силового трансформатора по встречно-параллельной схеме. Такаясхема обеспечивает регулирование тока в силовой цепи в положительный иотрицательный полупериоды синусоидального напряжения.
Включение регулятора. При подачепитающего напряжения 380 В, 50 Гц на клеммы 3,4 силовойчасти регулятора питается трансформатор TV1 блока БЗ и от него схема УКИ (рис. 1.2).
/>
Рис. 1.2. Электрическая схема силовойчасти, элементов БЗ и ИП
схема регулятор напряжение
Включение регулятора производитсягалетным переключателем ХА, который при местномуправлении устанавливается на требуемую ступень яркости. В зависимости отвыбранной ступени яркости включается одно из релеК1, К2, КЗ или их комбинация. Замыкающие контакты 8, 7 этих реле включают питание обмотки реле К5 через контакты реле КН1, КН2.Реле К5 включается иконтактами 5, 6 подает питание на трансформатор TV1 источника питания, а контактами 7,8 на обмоткуреле К7. С выдержкой времени, определяемой цепочкой R1, С1, релеК7 (рис. 1.3)включается и своими контактами 5, 6 включает питание обмотки магнитногопускателя КМ, который подает питание на силовую часть регулятора. Контакты 7,8 реле К7 снимают блокировку со входастабилизатора тока VT1, VТ2, VT3 (рис. 1.4) блока БЗ, а контакты 9,10 снимаютблокировку с выхода стабилизатора на транзисторах VT1, VT2, VT3 блока ФП (рис. 1.5).
Для сигнализации о наличии тока в цепинагрузки служит реле минимального тока КАЗ (см. рис. 1.2). Если ток в цепи нагрузкиравен току первой ступени яркости и более, то реле КАЗ включается и своимизамыкающими контактами включает питание обмотки реле К6, которое своимиконтактами 7, 8 подает питание на лампочку сигнализации HL3 «Включено». Если ток в цепинагрузки будет менее 3 А, то реле КАЗ не включится и через его размыкающийконтакт напряжение поступает на цепочку С8, С9, R25. После заряда конденсаторов С8,С9 напряжениепоступает на реле КН1, которое включается и своим размыкающимконтактом отключает реле К5, а другим контактом 10,11 становитсяна самоблокировку.
Реле K5 отключает питание обмотки реле К7,которое своимиконтактами 5, 6 отключает питание обмотки магнитного пускателя КМ и силовая часть обесточивается. О данномрежиме работы регулятора сигнализирует лампа HL1 «Защита по напряжению» в блокеБЗ и лампа HL4 «Авария» на панели управлениярегулятора.
При дистанционном управлении регуляторомяркости переключатель ХА ставится в положение Д. В этом случаесигналы на включение реле К1, К2, КЗ поступают с аппаратуры дистанционногоуправления через выводы 2, 3, 4 разъема ДУ.При нормальной работерегулятора контакты реле К6 выдают сигнал на выводы 6,7 и 10, 11 разъема ДУ.При аварии регулятора сконтактов КН1, КН2 подается сигнал на выводы 7, 8 разъема ДУ.
/>
Рис. 1.3. Электрическая схема источникапитания
/>
Рис. 1.4. Электрическая схема УР иэлементов БЗ
/>
Рис. 1.5. Электрическая схема ФП иэлементов БЗ
Схема защиты по току. Она состоит из двух токовых реле КА1,КА2 ипромежуточного реле К4. Обмотки реле KA1, КА2 последовательно включены в цепьвторичной обмотки токового трансформатора ТА2. Резистор R13 ограничивает ЭДС, возникающие навторичной обмотке ТА2 при переходных процессах.
Реле КА1отрегулировано на токнагрузки, превышающий на 5 % номинальное значение, а КА2 — на 10 %. При нормальной работе регулятора обмоткареле КА2 блокируется контактом реле К4, поэтому ток в цепи обратной связипротекает только через обмотку реле КА1.
При увеличении тока нагрузки на 5 % релеКА1 включается и своими контактами запитывает цепь обмотки реле К4,которое включаетсяпосле заряда конденсаторов С1, С2. Выдержка на включение реле К4 необходима для устранения срабатываниязащиты по току при кратковременных повышениях тока нагрузки.
По истечении времени выдержки реле К4 включается и своими контактамиподготавливает цепь питания обмотки реле КН2, блокирует обмотку реле КА1и снимает блокировку собмотки реле КА2, которое включается при повышении тока нагрузки на 10 %. Контактреле КА2 включает питание обмотки реле КН2, последнее включается,становится на самоблокировку и включает реле К5.Контакт реле К5 отключает реле К7,что приводит котключению магнитного пускателя. Второй контакт КН2включает лампусигнализации HL4 «Авария» на пульте управлениярегулятора и HL2 «Защита по току» в блоке БЗ.Третий контакт КН2 включает сигнализацию на выводы 8,9 разъема ДУ.
Защита по напряжению. Она обеспечивается спомощью реле KV,которое включено в цепь дополнительной обмотки силового трансформатора. Приповышении выходного напряжения регулятора на
20 % выше номинального реле KV включается и своими контактами включает питание обмотки реле КН1,последнее становится насамоблокировку и отключает реле К5. Оно в свою очередь отключает реле К7,последнее отключает магнитный пускатель КМ. Кроме того, контакты реле КН1включают лампысигнализации HL4 «Авария» и HL1 «Защита по напряжению».
Для повторного включения регулятораяркости после срабатывания защиты по току или напряжению устанавливаютпереключатель управления ХА в нулевое положение, а затем на одну изступеней яркости.
Блок управления осуществляет преобразованиесигнала обратной связи; его сравнение с опорным сигналом; усиление сигналарассогласования; формирование управляющих импульсов и изменение их фазы длястабилизации действующего значения тока нагрузки регулятора.
Рассмотрим принципиальные электрическиесхемы функциональных блоков и их работу.
Функциональный преобразователь (см. рис.1.5) служит для преобразования среднего значения сигнала обратной связи по токув сигнал, пропорциональный действующему значению тока нагрузки регулятора приразличных углах включения силовых тиристоров, т.е. при различных значенияхкоэффициента формы кривой регулируемого тока. С этой целью выходнаяхарактеристика ФП имеет вид функции, близкой к квадратичной, котораяобеспечивается методом кусочно-линейтной аппроксимации с помощью шестиступеней.
В схему ФП входит стабилизатор опорногонапряжения, собранный на транзисторах VT1, VT2, VT3. Резистором R29 регулируется напряжение. Резисторы (R5 + R6), (R9 + R10), (R13 + R14), (R17 + R18), (R21 +R22), (R25 + R26) служат для создания пороговых напряженийдиодных ступеней VD5…VD10. Сопротивление данных резисторов должнобыть равно, кОм: R5 +R6 = 55,5 кОм; R9 + R10 = 28,85 кОм, R13 + RU = 19,32 кОм; R17 + R18 = 14,62 кОм; R21 + R22 = 11,82 кОм; R25 + R26 = = 9,9 кОм.
Резисторы R7 + R8, R11 + R12, R15 + R16, R19 + R20, R23 + R24, R27 + R28 создают наклон аппроксимирующих прямыхсоответствующих диодных ступеней. Резисторы R2, R3, R4 определяют коэффициент передачифункционального преобразователя.
Входной сигнал обратной связи снимаетсяс вторичной обмотки токового трансформатора ТАЗ(см. рис. 1.3),выпрямляется диодами VD1…VD4 (см. рис. 1.5) и подается на схемудиодных ступеней VD5…VD10. Когда входной сигнал превысит опорноенапряжение для диода VD5, последний открывается и к резисторам R2, R3, R4 параллельно подключаются R7, R8. При входном сигнале, превышающем опорноенапряжение диода VD6, к резисторам R2, R3, R4 параллельно подключаются резисторы R7, R8, R11, R12 и т. д.
Вследствие этого зависимость выходногосигнала ФП от значения входного напряжения имеет вид, близкий к квадратичной.
Основныетехнические данные блока ФП
Напряжение,В:
входное …………………………………………………………0...24
выходное ……………………………………………………0...10
Сопротивлениенагрузки, кОм ………………………………. 10
Потреблениетока по цепям опорного напряжения, мА …… 50
Усилитель рассогласования (см. рис. 1.4). Он выполнен по схеме МДМ(модуляция-усиление-демодуляция). Такая схема усиления позволяет получить малыйтемпературный дрейф, что повышает стабильность работы схемы авторегулирования.
Модулятор выполнен по мостовой схеме.Два плеча моста образованы коллекторным и эмиттерным переходами транзистора VT10, а два других — резисторами R2, R3, R4. К одной диагонали моста (база транзистораVT10 — движок потенциометра R3) подводится коммутирующее напряжениепрямоугольной формы с частотой 1000 Гц, поступающее с резистора R25 и минусом приложенное к базе VT10. С другой диагонали моста снимаетсявыходной сигнал модулятора, имеющий также форму прямоугольных импульсов,амплитуда которых изменяется по закону амплитуды входного сигналарассогласования.
Транзистор VT10 работает в ключевом режиме. В открытомсостоянии транзистора VT10 входной сигнал замыкается через малоесопротивление коллекторного перехода. В закрытом состоянии транзистора входнойсигнал проходит на вход первого усилительного каскада, собранного натранзисторе VT1.
Усилитель переменного тока выполнен натранзисторах VT1… VT5. Коллекторное напряжение двух каскадовстабилизировано стабилитроном VD2, что необходимо для устранения явленийложной модуляции при колебаниях питающего напряжения. Явление ложной модуляциивызвано перезарядом конденсатора С1 при случайных колебаниях питающегонапряжения в первом каскаде, что воспринимается модулятором как изменениевходного сигнала.
Режим усилителя первого каскада,собранного на транзисторе VT1, определяется резисторным делителемнапряжения R5, R6, Второй каскад собран на транзисторе VT2 и представляет собой эмиттерныйповторитель. Напряжение с резистора R11через конденсатор СЗ подается на базу транзистора VT3, на котором собран третий каскад посхеме с общим эмиттером. Для уменьшения нелинейных искажений в первом и третьемкаскадах усилителя используется обратная отрицательная связь по переменномутоку, что осуществляется резисторами R8 и RI5 вэмиттерных цепях транзисторов VT1 и VT3.
С коллектора транзистора VT3 сигнал поступает через конденсатор С4 впервичную обмотку трансформатора TV1, вторичная обмотка которого включена вбазовые цепи транзисторов VT4, VT5. Оконечный каскад усилителя собран подвухтактной схеме на транзисторах VT4, VT5, которые работают поочередно в течениесоответствующего периода входного напряжения и пропускают токи прямоугольнойформы. Напряжение смещения снимается с диода VD1, который одновременно осуществляеттемпературную стабилизацию выходного каскада. Корректирующая цепочка R20, С6 уменьшает броски напряжения наколлекторах транзисторов VT4 и VT5, обусловленные индуктивностью выходноготрансформатора TV2.
Выходное напряжение усилителяпеременного тока снимается с вторичной обмотки трансформатора TV2 и подается на демодулятор, которыйсобран на транзисторах VT6…VT9 по двухполупериодной схеме. Два плечадемодулятора VT6, VT7 и VT8, VT9 представляют собой ключи, работающиесинхронно с модулятором, так как их управление осуществляется прямоугольнымиимпульсами с трансформатора TV3. Каждое плечо, состоящее из двух встречновключенных транзисторов, обладает двусторонней проводимостью в момент, когдапотенциал баз отрицателен. Это обеспечивает надежное открытие и запирание плечдемодулятора при любой полярности напряжения сигнала переменного тока впределах его рабочего значения. Фаза напряжения на вторичной обмоткетрансформатора TV2 поотношению к коммутирующему напряжению определяется полярностью сигнала навыходе усилителя переменного тока. Выходное напряжение демодулятора формируетсяна конденсаторе СЗ, с которого сигнал поступает на вход схемы фазоимпульсногопреобразователя.
В случае импульсного изменения тока вцепи нагрузки регулятора сигнал с входа УР передается конденсатором С8 непосредственно на выход демодулятора икорректирует его выходное напряжение.
Основные техническиеданные усилителя
Коэффициентусиления, дБ ..........................................................28...35
Сопротивлениенагрузки, кОм …………………………………… 2
Входноесопротивление, кОм ……………………………………. 10
Напряжениепитания, В …………………………………………… 24
Дрейф нуля,приведенный к входу, не более, мкВ/º ……………. 40
Несущаячастота, кГц …………………………………………… 1...1,5
Фазоимпупьсный преобразователь (ФИП) обеспечиваетформирование управляющих импульсов и регулировку их фазы в зависимости отвходного сигнала.
В схему ФИП (рис. 1.6) входят следующиекаскады: управляющий каскад на транзисторах VT1 и VT2;триггер Шмидта на транзисторах VT3, VT4; электронный коммутатор, собранный натранзисторах VT5, VT6, VT7 и предназначенный для распределенийзапускающих импульсов по двум каналам; электронные ключи на транзисторах VT8, VT9 служат для включения питаниямультивибратора; генератор управляющих импульсов собран по схемемультивибратора на транзисторах VT10,VT11.
Входной сигнал управления с конденсатораС7 схемы усилителя рассогласования подается через резисторы R1, R6, R5 на базу-эмиттер транзистора VT1, включенного, по схеме с общей базой ивыполняющего роль регулируемого сопротивления. Через резисторы R2, 1 на базу-эмиттер транзистора VT1 подается также стабилизированное напряжениеот источника питания, которое имеет полярность, способствующую открытиютранзистора. Следовательно, выходное сопротивление транзистора VT1 определяется напряжением источникастабилизированного напряжения и выходным сигналом усилителя рассогласования.
Заряд конденсатора С1 проходит через коллекторно-эмиттерныйпереход транзистора от значения сопротивления которого зависят время заряда, аследовательно, и фаза управляющих импульсов. Значение заряда конденсатора С1 определяется напряжением пробоя стабилитронаVD1, Разряд конденсатора С1 происходит в конце полупериодасинхронизирующего напряжения, которое подается на базу транзистора VT2 через резистор R4. На базу транзистора VT2 подается и напряжение смещения черезрезистор R8.Полярность напряжения смещения такова, что определяет открытое состояниетранзистора VT2, а полярность синхронизирующегонапряжения противоположна смещению. Поэтому транзистор VT2 открывается в момент переходасинхронизирующего напряжения через нуль, а при наличии синхронизирующегонапряжения происходит заряд конденсатора С1 до момента пробоя стабилитрона VD1. Разряд конденсатора С1 происходит через транзистор VТ2 при его открытии.
Напряжение на резисторе R8, образуемое коллекторным токомтранзистора VT1приложено минусом к базе и плюсом к эмиттеру транзистора VT3 и открывает его. При этом транзистор VT4 закрывается, что приводит к открытиютранзистора VT5. В этом случае эмиттерные цепитранзисторов VT6, VT7 подключаются к плюсу источника питания24 В, но открывается лишь тот транзистор, на базу которого а данный моментпоступает синхронизирующее напряжение через диоды VD3, VD4 и резисторы R19, R21. Синхронизирующее напряжение совпадает пофазе с питающим напряжением сети, а транзистор VТ5 открывается с задержкой. Например, еслисинхронизирующее напряжение в данный момент поступает на базу транзистора VТ7 через диод VD3 и резистор R19, то при открытии транзистора VT5 появится цепь для эмиттерного токатранзистора VT7, и он откроется. Импульс напряжения сколлектора VT7 через конденсатор С2 и резистор R23 подводится на базу транзистора VT9, который откроется до насыщения.Резистор R23 и конденсатор С2 образуют дифференцирующую цепочку,которая служит для уменьшения длительности запускающего импульса. Черезколлекторно-эмиттерный переход транзистора VT9 подводится минус 24 В источника питанияна коллекторы транзисторов VT10, VT11 схемы мультивибратора, который начинаетвырабатывать прямоугольные импульсы частотой 2...3 кГц в течение времениоткрытого состояния транзистора VT7.
/>
Рис. 1.6. Электрическая схема ФИП
Коллекторной нагрузкой транзисторов VT10, VT11 служат импульсные трансформаторы TV1, TV2. При открытии транзистора VT9 коллекторный ток транзисторов VT10, VT11 протекает по обмотке трансформатора TV2. В этом случае прямоугольные импульсы мультивибраторатрансформируются во вторичной обмотке трансформатора TV2, выпрямляются диодами VD11, VD12 и подаются к выводам на управляющийэлектрод и катод тиристора VS2. Диоды VD5, VD6, VD9, VD10 обеспечивают разделение цепей питаниятранзисторов VT10,VT11 через трансформаторы TV1 и TV2. В момент подачи управляющего импульсапитающее напряжение должно иметь полярность, при которой положительныйпотенциал подается на анод, а отрицательный на катод тиристора. Этообеспечивается электронным коммутатором на транзисторах VT6, VT7, переключением которых управляетсинхронизирующее напряжение. Например, если в рассматриваемый момент времениположительный полупериод питающего напряжения приложен к аноду тиристора VS1, то синхронизирующее напряжениепоступает через диод VD4 на базу VT6. При изменении полярности питающегонапряжения синхронизирующее напряжение поступает через диод VD3 на базу VT7. Форма импульсов блока ФИП приведена нарис. 1.7.
Блок задания (см. рис. 1.2) обеспечиваетперевод регулятора в необходимый режим работы, предусмотренный схемой: местноеуправление, дистанционное управление, переключение ступеней яркости. Выборрежима производится переключателем ХА.
Трансформатор TV1 осуществляет питание катушек реле,ламп сигнализации блока задания и панели управления регулятора.
Стабилизатор напряжения собран натранзисторах VT1, VT2, VT3 (см. рис. 1.4) и служит для полученияопорного сигнала, который регулируется потенциометрами R9, R17, R24 и сравнивается с сигналом обратной связина входе усилителя рассогласования.
Для подстройки точности стабилизациислужат резисторы: R24 — на первой и второй ступенях яркости; R17- на третьейи четвертой; R9-на пятой. Потенциометры вынесены на переднюю панель блока задании с надписью«Подстройка».
Для установки тока нагрузки на ступеняхяркости служат потенциометры: R19- перваяступень; R20 — вторая; R21 — третья; R22-четвертая; R23 — пятая. Они вынесены на переднюю панель блока с надписью «Уставкатока».
Контрольная точка Форма напряжения Амплитуда, В Примечание а)
/> 50-55 б)
/> 11-13 в)
/> 14-16 г)
/> д)
/> е)
/> 5-12 При измерениях осциллограф не заземлять ж)
/> При измерениях осциллограф не заземлять з)
/>
Рис. 1.7. Осциллограммы напряженийрегулятора яркости типа «Старт»: а – ФИП база-эмиттер VT2; б – ФИП конденсатор C1; в – ФИП коллектор VT3; г – на резистор R23; д – на резистор R24; е – управляющий электрод VS2; ж – управляющий электрод VS1; з – ИП Т TV3 (H3, K3)
Предохранители FU1, FU2 (см. рис. 1.3) обеспечивают защиту трансформатора TV1 от короткого замыкания вцепях управления и обмотки магнитного пускателя.
Устройствоконтроля изоляции (УКИ). Принципиальная электрическая схема УКИ (рис. 1.8)состоит из источника питания, усилителя постоянного тока и измерительной цепи.
Источникпитания состоит из стабилизатора напряжения 24 В, собранного на транзисторах VT6… VT8, и преобразователя натранзисторах VT9, VT10, собранного по схеме мультивибратора, нагрузкой которого служиттрансформатор TV1.
/>
Рис.1.8. Электрическая схема УКИ
Еговторичная обмотка питает схему выпрямителя-удвоителя напряжения {VD9, VD10, С4, С5), с выхода которойснимается напряжение 500 В. Минус источника тока напряжением 500 В подключен ккорпусу регулятора, а плюс 500 В поступает через резисторы R1, R3 переключатель SA1 установки срабатываниясхемы контроля УКИ, микроамперметр РА, резисторы R15… R24 на высоковольтный выводсилового трансформатора ТV1.
Усилительпостоянного тока собран по схеме составного эмиттерного повторителя натранзисторах VT1, VT2. Выход усилителя подключен к выводу триггера на транзисторах VT3, VT4. На транзисторе VT5 собран усилительмощности, в коллекторную цепь которого включена обмотка реле К1.
Устройствоконтроля изоляции работает следующим образом. При снижении сопротивленияизоляции до 1 МОм включены резисторы R1, R3, R2, R4. При этом входной сигнал с резисторов R1, R3 или R2, R4 усиливается транзисторамиVT1, VT2 и поступает на базутранзистора VТ3,которыйоткрывается, а транзистор VT4 закрывается. Это обеспечивает переход транзистораVT5 в режим насыщения, и релеК1 включается. Контакт реле К1 включает лампу HL1 «Изоляцияпонижена» на панели управления регулятора. Если происходит кратковременноеувеличение тока утечки изоляции измеряемой цепи, то исходное состояние схемывосстанавливается автоматически в связи с использованием триггера Шмидта, схемакоторого возвращается в исходное состояние, а транзистор VT5 закрывается и отключаетреле К1.
Выборуставки срабатывания схемы УКИ осуществляется переключателем SA1. В процессе работырегулятора яркости переключатель SA1 устанавливается в положение «1 МОм» или«4 МОм» в зависимости от состояния кабельного кольца.
Источникпитания (см. рис. 1.3) состоит из двух трансформаторов TV1, TV2, пяти выпрямительныхмостов и генератора прямоугольных импульсов.
Напряжение,снимаемое с выводов Н2, К2 обмотки трансформатора TV1, используется длясинхронизации фазоимпульсного преобразователя с напряжением питающей сети. Дляпитания усилителя рассогласования и фазоимпульсного преобразователяиспользуется напряжение с выводов НЗ, КЗ обмотки трансформатора, котороевыпрямляется диодами VD4… VD7, стабилизируется стабилитронами VD3, VD8. Конденсаторы С1, С2, СЗ ирезистор R2образуютсглаживающий фильтр.
Намодулятор усилителя рассогласования подается напряжение с обмотки НЗ, КЗ трансформатораTV3 генератора прямоугольных импульсов,собранного на транзисторах VT1, VT2 (см. рис. 1.5). Генератор вырабатываетпрямоугольные импульсы с частотой 1000 Гц. Питание его осуществляетсянапряжением 12 В, снимаемым с обмотки Н4, К4 трансформатора TV1 (см. рис. 1.3) ивыпрямленным диодами VD9… VD12. Конденсаторы С5, С6 и резистор R3 образуют фильтр длясглаживания пульсаций.
Напряжение,снимаемое с обмотки Н2, К2 трансформатора TV2 и выпрямленное диодами VD15… VD18, подается в блок заданияна стабилизатор напряжения, собранный на транзисторах VT1, VT2, VT3 (см. рис. 1.4). Дляпитания функционального преобразователя используется напряжение обмотки НЗ, КЗ трансформатораTV2. После выпрямления диодамиVD19… VD22 напряжение 40 В подаетсяна стабилизатор VT1, VT2, VT3 (см. рис. 1.5), с которого снимается стабильное напряжение 36 В.
Работасхемы регулятора по стабилизации тока нагрузки. При включении регулятора наодну из ступеней яркости контактами реле К1, К2, КЗ (см. рис. 1.5) подключаетсяк входу блока ФП соответствующая цепь регулирующих резисторов блока БЗ:резисторы R10,R19 на первой ступенияркости; R11,R20 — на второй; R12, R21 — на третьей; R13, R14, R22 — на четвертой; R15, R16, R23 — на пятой. Кроме того,контакты К1, К2, КЗ производят ступенчатое переключение опорного напряженияблока БЗ (см. рис. 1.4), которое подается на вход блока УР совместно с выходнымнапряжением блока ФП. На первой и второй ступенях опорное напряжение снимаетсяс резистора R24,на третьей и четвертой — с R17, на пятой-с R9.
Опорноенапряжение блока БЗ и выходное напряжение блока ФП на входе блока УР имеютпротивоположную полярность. Разностный сигнал в момент отсутствия коммутирующегонапряжения на транзисторе VT10 блока УР заряжает конденсатор C1 через резисторы R1, R6.
Притоке нагрузки регулятора яркости меньше номинального значения разностный сигналзаряжает конденсатор С1 и на резисторе R6 создается напряжение,плюсом приложенное к базе, а минусом к эмиттеру транзистора VT1, что вызывает уменьшениеколлекторного тока. При этом на коллекторе транзистора VT1 напряжение увеличивается,что приводит к большему открытию транзистора VT2 и к под-зарядуконденсатора СЗ. Зарядный ток конденсатора С3 создает на резисторе R13 напряжение, приложенноеминусом к базе транзистора VT3. Коллекторный ток транзистора VT3 увеличивается, анапряжение на коллекторе уменьшается. Конденсатор С4 будет разряжаться черезколлекторно-эмиттерный переход транзистора VT3 и первичную обмотку H1, К1 трансформатора TV1.
Навторичной обмотке Н2, К2 появится напряжение, минусом приложенное к базе VТ4 и плюсом к базетранзистора VT5. Коллекторный ток транзистора VT4 увеличивается и, протекаяпо первичной обмотке H1, К1 трансформатора TV2, индуктирует на вторичной обмотке Н2, К2 напряжение,приложенное минусом к коллектору транзистора VT6, а плюсом — к VT8. В этот моменткоммутирующий импульс трансформатора ТVЗ не поступает на базу транзистора VT10, так как имеетполярность коммутирующего напряжения (минус на выводе К4 и плюс на Н4). Такаяже полярность коммутирующего напряжения будет и на других обмоткахтрансформатора TV3. Следовательно, коммутирующее напряжение на обмотке Н2, К2 открываеттранзисторы VT6, VT7 демодулятора, через которые происходит заряд конденсатора С7.
Приизменении полярности коммутирующего напряжения (плюс на выводе К4 и минус на Н4трансформатора TV3) транзистор VT10 открывается и конденсатор С1 разряжается черезего коллекторно-эмиттерный переход и резистор R6. Разрядный токконденсатора С1 создает на резисторе R6 напряжение, приложенное плюсом к эмиттеру иминусом к базе транзистора VT1, что приводит к увеличению его коллекторного тока.Значение напряжения на коллекторе транзистора VT1 и на базе VT2 уменьшается.Сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода транзистора VT2 увеличивается иконденсатор СЗ начинает разряжаться через резисторы R11, R13. Разрядный токконденсатора С3 создает на резисторе RJ3 напряжение, приложенное плюсом к базе и минусомк эмиттеру транзистора VT3, что приводит к уменьшению его коэффициента усиления. В этомслучае конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R14 и первичную обмоткутрансформатора ТV1На вторичнойобмотке трансформатора ТV1индуктируется напряжение, минусом приложенное к базе транзистора VT5, а плюсом — к VT4. Транзистор VТ5 открывается и егоколлекторный ток протекает по обмотке трансформатора TV2, индуктирует на вторичнойобмотке напряжение, минусом приложенное к коллектору транзистора VT8 и плюсом к коллектору VT6. Так как коммутирующеенапряжение имеет полярность минус на началах, а плюс на концах обмоток TV3, то открываютсятранзисторы VT8, VT9. Заряд конденсатора С7 происходит по цепи: минус с вывода К2 трансформатораTV2, коллекторно-эмиттерныепереходы транзисторов VT8, VT9, верхняя обкладка конденсатора С7; плюс свывода 201 трансформатора TV2 на нижнюю обкладку конденсатора С7.
Такимобразом, когда сигнал обратной связи на входе блока УР уменьшается, то наконденсатор С7 поступает напряжение с демодулятора, минусом приложенное кверхней его обкладке и плюсом к нижней.
Разрядконденсатора С7 происходит через резисторы R5, R6,R1 (см. рис. 1.6). Токразряда создает на резисторах R6, R1 напряжение, приложенное минусом к эмиттеру и плюсом к базетранзистора блока ФИП. При этом коэффициент усиления транзистора VT1 увеличивается, а времязаряда конденсатора С1 уменьшается, что приводит к уменьшению угла включениятиристоров, а следовательно, к увеличению тока нагрузки. При этом увеличиваетсяи сигнал обратной связи на выходе блока ФП. Разностный сигнал на входе блока УРуменьшается, что приводит к уменьшению подзаряда конденсатора С7 (см. рис. 1.4).
Притоке нагрузки регулятора яркости больше номинального выходное напряжение блока ФПпревышает опорное напряжение на входе блока УР. Это приводит к изменениюполярности выходного напряжения демодулятора и к перезаряду конденсатора С7. Тогданапряжение на резисторах Rl, R6 от разрядного тока конденсатора С7 (плюс на эмиттер и минусна базу) приводит к увеличению выходного сопротивления транзистора VT1.
Накаждой ступени яркости при номинальной нагрузке схемой авторегулирования устанавливаетсяопределенный угол включения Тиристоров: на первой ступени – α1,на второй – α2, на третьей – α3, и т.д. Приэтом α1 > α2> α3 > α4> α5. Т. е. с увеличением номера ступени угол включенияуменьшается.
Точностьстабилизации тока нагрузки определяется нагрузочной характеристикой IH = f (RH). Для снятия нагрузочнойхарактеристики используют нагрузочный стенд CHAP или нагрузочноесопротивление, у которого меняется сопротивление ступенчато в пределах 25, 50,75 и 100 % номинальной нагрузки. Для регуляторов типа «Старт»допускается отклонение выходного тока регулятора в пределах: ±3 % номинальногозначения для первой, второй, третьей и четвертой ступеней яркости и +1,5; -3 %для пятой ступени яркости.
Дляснятия нагрузочной характеристики устанавливают переключатель управлениярегулятором на пятую ступень яркости при 100 %-ной номинальной нагрузке ирезистором “Уставка тока” для пятой ступени устанавливают значение тока 8,3 А.Затем ступенчато изменяют нагрузку регулятора в пределах 75, 50, 25 % номинальнойнагрузки и фиксируют ток нагрузки; по данным гонкам строят нагрузочнуюхарактеристику.
Еслипри уменьшении сопротивления нагрузки выходной ток увеличивается, топотенциометром «Уставка тока» для пятой ступени яркости при 100 %-нойноминальной нагрузке Рн уменьшают выходной ток на 1 % от значения8,3 А, а потенциометром «Подстройка» для пятой ступени выставляют ток8,3 А. Такую операцию повторяют столько раз, пока не добьются, чтобы приуменьшении сопротивления нагрузки выходной ток имел тенденцию уменьшаться, ноне был больше 8,05 А.
Аналогичностроят нагрузочную характеристику для других ступеней яркости и производятнастройку точности стабилизации, учитывая, что выходной ток равен: для первойступени — 4,3 А; второй — 5,1 А; третьей — 5,8 А; четвертой — 7,1 А.
Еслипри уменьшении сопротивления нагрузки выходной ток уменьшается ниже допустимогозначения: для первой ступени — 4,17 А; второй — 4,95 А; третьей — 5,63 А;четвертой — 6,9 А; пятой — 8,05 А, то потенциометром «Уставка тока»увеличивают выходной ток на 1 % номинального значения, а потенциометром«Подстройка» выставляют номинальное значение выходного тока. Подобнуюоперацию повторяют несколько раз, пока не добьются, чтобы при уменьшениисопротивления нагрузки выходной ток уменьшался, но не выходил за нижнийдопустимый предел:
Еслипри настройке используется не стенд «СНАР-1», а нагрузочноесопротивление, тогда дополнительно снимают перемычку П1 и включают в разрывамперметр класса точности 0,5. После проведения настройки амперметр отключают,а перемычку устанавливают на место.
2. Неисправности регуляторов типа«Старт»
Преимуществомрегуляторов яркости типа «Старт» является то, что блок управлениясостоит из отдельных функциональных блоков с подключением через штепсельныеразъемы. Поэтому в случае выхода из строя регулятора яркости можно быстро еговосстановить путем замены блоков, а потом производить ремонт неисправногоблока.
Неисправныйблок вначале подвергается внешнему осмотру, затем подключают его с помощьюгибкого удлинителя к схеме регулятора.
Приремонтных работах регулятор подключают к испытательному стенду«СНАР-1» или к нагрузочному сопротивлению. Для ускорения поискапричины для регуляторов заранее снимают карту напряжений при работе исправногорегулятора. На картах указываются напряжения источников питания, на электродахтранзисторов и на других граничных точках. В некоторых случаях, производяанализ признаков неисправности регулятора, можно указать перечень элементовпоблочно, в которых может быть дефект. Рассмотрим некоторые видынеисправностей, регулятора с анализом признаков.
1.При включении регулятора на всех ступенях ток в цели нагрузки равен 6 А. Этоуказывает на исправное состояние блока ФИП, на вход которого не поступаетсигнал рассогласования с выхода блока УР.
Дляобнаружения причины неисправности проверяют:
· наличиепрямоугольных импульсов (см. рис. 1.7) на обмотке НЗ, КЗ трансформатора TV3 (см. рис. 1.3) блокаИП. Если импульсов нет, проверяют наличие напряжения 12 В на выходе выпрямителяVD9… VD12, исправностьтранзисторов VT1, VT2 (см. рис. 1.5) и элементов схемы генератора коммутирующегонапряжения;
· исправностьэлементов схемы модулятора, транзистора VTI0, диодов VD3, VD4, VD5 (см. рис. 1.4);
· исправностьтранзисторов VT1… VT5 (см. рис. 1.6) и элементов схемы усилителя переменного тока;
· исправностьтранзисторов VT6… VT9 (см. рис. 1.4) и элементов схемы демодулятора.
2.Регулятор включается, ток в цепи нагрузки на всех ступенях яркости занижен посравнению с номинальным значением. Причинами данной неисправности могут быть: повышениесопротивления резисторов R1, R2, R6 (см. рис. 1.4), неисправность транзисторов VT1 в блоке ФИП (см. рис. 1.5);неисправность элементов блока УР (см. рис. 1.4) (транзисторы VT1… VT10, конденсаторы С1, СЗ, С4.С7), неисправность резисторов R1, R7… R9, R10, R11, R12, R14… R16, R17… R24: неисправность генератора прямоугольных импульсов, собранного натранзисторах VT1, VT2 (см. рис. 1.2) в блоке ИП (неисправность стабилизатора напряженияна транзисторах VT1, VT2, VT3 в блоке БЗ); неисправность элементов блока ФП; пробой транзистора VT3; обрыв резисторов R7, R8; диода VD5.
Дляопределения причины неисправности производят замену функциональных блоковуправления в следующем порядке: ФП, УР, ИП, ФИП.
Еслипри замене одного из блоков ток в цепи нагрузки становится равным номинальномузначению, то для определения причины в данном блоке проверяют режим питаниятранзисторов. При нарушении режима питания проверяют источник питания, элементысхемы и транзисторы.
3.Нет стабилизации выходного тока регулятора на всех ступенях яркости. Так какстабилизация тока в цепи нагрузки обеспечивается схемой авторегулирования, тодля уточнения неисправного блока производят поочередную замену блоков ФИП, УР,ФП и БЗ.
Вблоке ФИП проверяют элементы входной схемы и режим их питания. К ним относятсятранзисторы VT1, VT2 (см. рис. 1.6), конденсаторы С1, С6, резисторы R1… R6, R8, стабилитрон VD1.
Вблоке УР проверяют режим питания схемы, конденсаторы С7, С4, С1, СЗ (см рис. 1.4)на частичную потерю емкости.
В блоке БЗ проверяют исправность схемыстабилизатора опорного напряжения на транзисторах VT1, VT2, VT3.
В блоке ФП проверяют стабилизаторнапряжения на транзисторах VT1, VT2, VТ3 (см. рис. 1.5). Если на выходе стабилизатора напряжение меньше 36В и не повышается резистором R29, то проверяют транзисторы и элементы схемы стабилизатора. Приналичии напряжения 36 В на выходе стабилизатора проверяют исправность диодов VD5… VD10, резисторов R2...R29.
4. Регулятор отключается защитой понапряжению на всех ступенях яркости. При номинальной нагрузке регулятора защитасрабатывает, если выходное напряжение составляет 120 % UН для пятой ступени яркости. К повышениювыходного напряжения приводит увеличение напряжения в первичной цепи силовоготрансформатора. Это возможно при неисправных тиристорах или при малых углахвключения, что указывает на неисправность схемы авторегулирования.
Так как регулятор отключается защитой навсех ступенях яркости, то причина неисправности находится в схеме блоковуправления, которые «определяют угол включения тиристоров для всехступеней. К ним относятся обрыв в цепи сигнала обратной связи, блоки БЗ, ФП,ФИП.