Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия, применение и эксплуатация емкостных трансформаторов напряжения

Принцип действия, применение и эксплуатация емкостных трансформаторов напряжения

емкостные трансформаторы напряжения

Силовой

В конструкции техники присутствует емкостный элемент. Емкостные трансформаторы напряжения предназначаются для работы в сетях подачи электроэнергии при частоте переменного тока около 50 Герц. Они часто используются в промышленных и ремонтных целях, так как являются масштабными измерительными преобразователями. Но для того, чтоб правильно подобрать или отремонтировать пришедший в непригодность трансформатор необходимо рассмотреть особенности его конструктивного устройства, важнейшие функциональные элементы.

Разновидности

Существует несколько типов датчиков, входящих в состав бесконтактных моделей:

  • емкостные;
  • индуктивные;
  • оптические;
  • ультразвуковые.

Емкостные датчики

Суть работы емкостного выключателя света заключается в том, что электрическая емкость образуется при приближении людей. Это позволяет запустить контур мультивибратора, задающего время.

Объем емкости возрастает, а частота снижается, если приблизиться к прибору. Минимальная частота датчика вызывает срабатывание устройства на включение. Если человек отдаляется от помещения, происходит отключение. Чувствительный элемент в устройстве работает за счет пластины, находящейся на конденсаторе, подключенном к мультивибратору.

Емкостный датчик приближения

Иногда емкостные бесконтактные модели похожи на обычные настенные выключатели, но без использования клавиш. Очень удобно иметь подобного вида устройство на кухне, чтобы не прикасаться к нему своими руками.

Индуктивные датчики

Работа бесконтактных моделей такого типа обусловлена передвижением магнита. Датчики содержат металлический или намагниченный сердечник. Электрические импульсы создаются, если объект находится близко или далеко. В момент, когда превышено напряжение порогового элемента, обрабатывается сигнал. Далее включается триггер, который открывает ключ.

Например, человек, который входит в помещение, имеет связку ключей, что вызовет реакцию датчика на металл. Бесконтактные модели с индуктивным датчиком отличаются от емкостных вариантов отсутствием чувствительности к влажному воздуху или смене плотности.

Индуктивный датчик для бесконтактного выключателя

При установке устройств стоит учитывать, что входящие люди должны иметь металлический предмет. Поэтому, к примеру, для бани такой выключатель не подойдет.

Оптические датчики

В состав оптических приборов входят фототранзисторы и светодиод. Помехи от освещения не мешают функционированию светодиодного элемента. Суть работы устройства — прерывать либо отражать поток света. Чтобы осветить небольшие участки помещения, используются светодиодные ленты.

Ультразвуковые датчики

Данные устройства работают благодаря кварцевым звуковым излучателям. Для этого необходимо настроить на нужную частоту приемник, который будет давать реакцию на звук. Ультразвуковые модели иногда называют датчиками движения и объема. При возникновении движения, вызванного присутствием людей, распределение звуковой волны меняется, датчик получает измененный сигнал.

Читайте так же:
Легранд валена выключатель двухклавишный монтаж

Схема выключателя с ультразвуковым датчиком

Принцип работы емкостного датчика

Конструктивно такой прибор включает в себя:

  • Источник формирования эталонного напряжения.
  • Первичную цепь – зонд, поверхность и размеры которого определяются целями измерений.
  • Вторичную цепь, формирующую необходимый электрический сигнал.
  • Защитную цепь, обеспечивающую стабильность показаний датчика независимо от внешних возмущающих факторов.
  • Электронный усилитель, драйвер которого формирует сильный управляющий сигнал на исполнительные элементы, и обеспечивает точность срабатывания.

Емкостные датчики подразделяются на одно- и многоканальные. В последнем случае устройство может включать в себя несколько вышеописанных схем с разной формой зондов.

Драйвер электроники может быть настроен как ведущий или ведомый. В первом варианте он обеспечивает синхронизацию управляющих сигналов, поэтому используется преимущественно в многоканальных системах. Все приборы являются сенсорными, реагирующими исключительно на бесконтактные параметры.

Основными характеристиками рассматриваемых устройств считаются:

  • Размеры и характер цели – объекта зондирования. В частности, создаваемое ею электрическое поле должно иметь форму конуса, для которого габаритные размеры должны минимум на 30% превышать соответствующие размеры первичной цепи;
  • Диапазон измерений. Максимальный зазор, при котором показания устройства дают требуемую точность, составляют около 40% от полезной площади первичной цепи;
  • Точность измерений. Калибровка показаний обычно уменьшает диапазон, но повышает точность. Поэтому, чем меньше датчик по размерам, тем ближе он должен быть установлен к контролируемому объекту.

Характеристики датчиков не зависят от материала объекта, а также его толщины

Емкостной делитель напряжения

Программирование микроконтроллеров Курсы

Простейший емкостной делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных конденсаторов и используется для снижения величины U на отдельных элементах электрической цепи.

Емкостной делитель напряжения

Делитель постоянного напряжения на конденсаторах чаще всего применяют многоуровневых инверторов напряжения, широко используемых как на электроподвижном составе, так и в других направлениях силовой электроники.

Делитель постоянного напряжения на конденсаторах

Главная сложность практического применения такой схемы (и всех подобных схем) заключается в невозможности обеспечения равномерного разряда конденсаторов, вследствие чего напряжения на них будет распределяться не поровну. Чем сильнее разряжен один конденсатор по сравнению с другим (иди с другими), тем большая разница в U будет на них, что наглядно отображает формула:

Формула напряжение, емкость, заряд

Напряжение, заряд, емкость

По этой причине подобные схемы крайне нестабильно работают и обязательно предусматривают узлов подзарядки конденсаторов с целью выравнивания напряжения на последних.

Емкостной делитель напряжения в цепи переменного тока

В радиоэлектронике в большей степени находят применение емкостные делители переменного напряжения.

Конденсатор, как и катушка индуктивности, относится к реактивному элементу, то есть потребляет реактивную мощность от источника переменного тока, в отличие от резистора, который является активным элементов и потребляет исключительно активную мощность.

Читайте так же:
Двойной проходящий выключатель схема

Реактивный элемент

Здесь следует кратко пояснить разницу между активной и реактивной мощностями. Активная мощность выполняет полезную работу и реализуется только в том случае, когда ток и напряжение направлены в одном направлении и не отстают друг от друга, то есть находятся в одной фазе, что имеет место только на резисторе. На конденсаторе ток отстает от напряжения на угол φ = 90°. В результате чего ток напряжение находятся в противофазе, поэтому когда ток имеет максимальное значение напряжение равно нулю, а произведение этих двух величин дают мощность, которая в таком случае равна нулю, так как один из множителей равен нулю. Следовательно, мощность не потребляется.

Ток и напряжение на резисторе, конденсаторе и индуктивности

Аналогичные процессы протекают и в цепи с катушкой индуктивности. Разница лишь в том, что на индуктивности i отстает от u на угол φ = 90°.

Реактивная мощность проявляется только в цепях переменного тока. Она составляет часть полной мощности и определяется по формуле:

Формула полная мощность, активная мощность, реактивная мощность

Реактивная мощность в отличие от активной, не потребляется нагрузкой, а циркулирует между источником питания и нагрузкой. Поэтому конденсатора и катушка индуктивности являются реактивными элементами, не потребляющими активную мощность и по этой причине они практически не нагреваются.

Расчет сопротивления делителя напряжения на конденсаторах заключается в определении необходимых значений сопротивлений.

Сопротивление конденсатора XC является величиной не постоянной и зависит от частоты переменного тока f и емкости C:

Формула емкостное сопротивление

Как видно из формулы, сопротивление снижается с увеличением частоты и емкости. Для постоянного тока, частота которого равна нулю, сопротивление стремится к бесконечности, поэтому, рассматриваемая далее схема емкостного делителя напряжения не применяется постоянном токе.

Схема емкостного делителя напряжения

Для снижения величины uвых, например в два раза, емкости C1 и C2 должны быть равны. Универсальные формулами для определения выходных uвых1 и uвых2 в зависимости от входного и емкостей C1 и C2 имеют вид, аналогичный для резисторных делителей:

Формула делитель напряжения на конденсаторах

Поскольку частота переменного тока для всех конденсаторов одинакова, то формулу можно упростить:

Формула емкостной делитель напряжения

Индуктивный делитель напряжения

В качестве делителей переменного напряжения также, но гораздо реже, применяют катушки индуктивности, которые относятся к реактивным элементам. Однако, в отличие от конденсаторов, которые являются накопителями электрического поля, катушки индуктивности накапливают магнитное поле.

Индуктивный делитель напряжения

Индуктивное сопротивление зависит от индуктивности L и частоты переменного тока f. С ростом этих параметров сопротивление катушки переменному току возрастает.

Читайте так же:
Диодная лента 220 выключатель

Формула делителя напряжения на катушках индуктивности

Упрощенный вариант формулы:

Формула индуктивный делитель напряжения

Схема индуктивного делителя напряжения

Как вы наверняка уже заметили, чтобы рассчитать емкостной делитель напряжения достаточно знать емкости конденсаторов, а индуктивный делитель – индуктивности.

Электроника для начинающих

Еще статьи по данной теме

Делитель напряжения на резисторах

Инвертор напряжения

Умножитель напряжения

Замена электролитического конденсатора

При расчёте напряжения ёмкостного делителя где вместо реактивного сопротивления конденсатора пишется ёмкость конденсаторов(упрошённая формула)-ОШИБКА,КОТОРУЮ НАДО ИСПРАВИТЬ!А заключается она в том,что в Uвых1 не C2 в числителе должно быть,а C1.Аналогично в Uвых2.

Основные характеристики УЗО

Устройства подбирают по нескольким параметрам.

Число полюсов указывает, сколько проводов можно подключить к устройству. Для однофазных сетей (220 В) – одно- и двухполюсные УЗО; для трехфазных сетей (380 В) – трех- и четырехполюсные устройства. При срабатывании прибора расцепляются все связи.

Тип расцепления может быть двух вариантов: АС – устройства срабатывают при утечке переменных (синусоидальных) токов; А – рассчитаны на срабатывание при утечке как переменных, так и постоянных токов. Иногда в инструкциях к бытовым приборам можно встретить требование установить автомат узо именно этого типа, так как он имеет более широкий спектр токов отключения.

Номинальный ток может быть в диапазоне от 16 до 63 А. У каждого аппарата есть свой предел пропускаемого тока. В зависимости от количества потребителей на линии подбирается УЗО со значением номинального тока.

Ток срабатывания может быть от 6 до 500 мА. По достижении определенного значения тока утечки устройство отключается.

Кондуктометрический метод измерения уровня

В современных системах автоматизации выделяют следующие методы измерения уровня: поплавковый, кондуктометрический, гидростатический, ротационный, емкостной, вибрационный и радарный. Каждый из методов измерения имеет свои особенности. На примере датчиков уровня ОВЕН рассмотрим, как классифицируются датчики уровня.

В ассортименте компании ОВЕН на сегодня присутствуют датчики уровня, обеспечивающие следующие методы измерения уровня:

Кондуктометрический метод

Кондуктометрический метод

Поплавковый метод

Поплавковый метод

Гидростатический метод

Гидростатический метод

Ротационный метод

Ротационный метод

Классификация по функционалу

Датчики уровня можно разделить по функционалу на две большие группы:

  • Сигнализаторы.
  • Уровнемеры.

Сигнализаторы – это устройства, предназначены для определения заданного уровня. Датчики сигнализируют, что уровень достиг установленного значения.

Уровнемеры – это датчики, которые предназначены для непрерывного измерения уровня в настоящем времени. В их конструкции предусмотрена измерительная часть с сенсорами.

Данные с измерительной части обрабатываются аналоговой или цифровой электронной схемой, входящей в состав датчика. Обычно это выходной сигнал 4…20 мА или RS-485.

Методы измерения

Множество способов измерения уровня предполагает использование как дорогих, так и бюджетных датчиков. Как правило, в каждом датчике заложен свой метод измерения, имеющий свои особенности.

Читайте так же:
Завод по производству вакуумных выключателей

Самый популярный метод измерения уровня – кондуктометрический.

Кондуктометрический метод измерения уровня жидкости является наиболее простым и бюджетным. Этот метод по функционалу актуален только в сигнализаторах уровня.

Принцип работы кондуктометрических датчиков основан на измерении сопротивления (электропроводности) жидкости между общим и сигнальными электродами, которое зависит от уровня контролируемой жидкости. Длина общего электрода должна быть максимальной по отношению к сигнальным, а его рабочая часть должна находиться в постоянном контакте с жидкостью.

Рис. 1. Принцип работы кондуктометрических датчиков

Кондуктометрический метод измерения применим исключительно для электропроводных жидкостей.

Из минусов этого метода можно отметить несовместимость с клейкими и диэлектрическими веществами. Остатки клейких сред, налипая на электроды, могут вызывать ложные срабатывания. А диэлектрики при достижении уровня срабатывания вообще не будут проводить электрический ток.

Кондуктометрические датчики уровня применяются для сигнализации уровня жидкости в металлических и неметаллических резервуарах.

При использовании кондуктометрического датчика для контроля уровня жидкости в неметаллических резервуарах один электрод является общим, а в металлическом резервуаре функцию общего электрода выполняет стенка резервуара.

Рис. 2. Сигнализация одинакового уровня жидкости в различных резервуарах

Кондуктометрические датчики ОВЕН

Кондуктометрические датчики предназначены для контроля одного или нескольких уровней электропроводных жидкостей, защиты от переполнения емкостей и предохранения насосов от «сухого» хода.

К токопроводящим жидкостям относятся вода, пищевые продукты, растворы солей, кислот и щелочей.

Представляем ассортимент кондуктометрических датчиков ОВЕН с основными техническими характеристиками.

Контакторы КТ 6600

  • Контакторы серии КТ 6600 тоже предназначены для работы с электрическими машинами , изготавливаются вне корпуса, охлаждаются воздухом и имеют меньшие габариты, чем КТ 6000.
  • Контактор КТ 6643 и контактор КТ 6633 можно использовать, переставляя размыкающие контакты с замыкающими. Их рабочая частота доходит до 1200 РЗ в час, а категория применения АС-4.

Контакторы других типов

Контактор КТМ предназначен для работы с нагрузками М18, допускает отклонение от вертикали на 30 градусов, рабочее положение – вверх якорем. Контактор КТУ допускает падение напряжения от 1,1% до 0,5% от номинального. Контактор КТУ 2А снабжен прямоходной системой, пружиной обеспечивается нажатие контактов. Одна камера гашения дуги вставляется в пластмассовую крышку, другая в корпус, вспомогательные контакты представляют собой две пары контактов, которые можно собрать и замыкающими, и размыкающими.

Контактор КТИ применяют в кран-балках, наносах, индукционных печах, осветительных установок, нагревателей.

Верхняя крышка устанавливается на винтах с фиксацией, поэтому при работе допускается вибрация, так как она при этом не ослабляется. Катушка монтируется и снимается без инструмента, снаружи имеется индикатор уровня, реверсивные контакты собраны в отдельную группу. На контактах сделана насечка для контроля износа, применены композиты серебра, что увеличило срок службы.

Читайте так же:
Масляный выключатель 110 кв чертеж

Контактор КТИ 7630 и контактор КТИ 6400 рассчитаны на напряжение 1000В, но номинальный ток в цепи для первого составляет 630А, а для второго 400А. Контактор КТИ 5150, контактор КТИ 5185, контактор КТИ 5265, контактор 5330 исполнены достаточно просто, чтобы легко менять катушку втягивающую и контакты, а основание сделано из легкого алюминия, что уменьшило общий вес контактора.

Контактор КТП выпускается с двумя, тремя и четырьмя полюсами, причем контакторы с четырьмя полюсами предназначены в цепях с частотой цикла не более 600 ВО в час, а двух и трех полюсные не более 1200 ВО в час. Контактор КТП 6043 и контактор КТП 6033 управляются постоянным током. Контактор КТПВ 621, контактор КТПВ 622, контактор КТПВ 623, контактор КТПВ 624 работают в цепях с напряжением 110В и 220В и силой тока от 63А до 250А. Они потребляют от 50 до 70Вт, имеют защиту IP00 и весят 14-15кг.

Контактор КТК 0 применяется для работы в кранах маленькой мощности и напряжением 220В постоянного тока, контактор КТК 1работает в цепях как постоянного тока с напряжением до 220В, так и переменного с напряжением до 440В. В крайнем случае, допускается его работа при напряжении в сети переменного тока до 550В. Эти контакторы нельзя устанавливать в помещениях с высокой концентрацией паров агрессивных веществ, механическое исполнение М 29, М28. Контактор КТК 1 можно устанавливать на транспорте, отклонение от вертикали не более 15%, степень защищенности IP00. Если заказ обговаривается специально, то возможно исполнение контакторов с разными катушками для гашения дуги. Контакторы КТК 1-20 предназначены для работы на кранах в цепях постоянного и переменного тока, питающие катушки до 440В.

Контакторы КТЭ могут быть блочными переменными и одиночными нереверсивными, применяются в категории АС 3. Их используют в цепях напряжением 660В, ток переменный. Могут использоваться в запусках и остановках печей, насосов, осветительных приборах, кроме того, ставятся в управление кранами, кран-балками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector