Дифференциальный автомат: взгляд изнутри

Опубликовано: 21 октября 2012 г. в 13:57, 997 просмотров Комментировать

В ассортименте Группы компаний IEK присутствует широкий ряд дифференциальных автоматов. Это АД12, АД12М, АД14, АВДТ32 и новинка — АВДТ34. Мы достаточно много писали об их возможностях, преимуществах, защитных функциях, способах применения. Но еще ни разу не рассматривали их внутреннюю схемотехнику. Главное «содержимое», входящее в конструкцию всех этих устройств, — блок защиты от дифференциальных токов (дифференциальный блок). Дифференциальный блок конструируется, опираясь на современную элементную базу.

Наиболее распространенным представителем специализированных микросхем для разработки устройств защитного отключения является микросхема М54123. Дифференциальные блоки всех вышеупомянутых устройств реализованы на базе именно этой микросхемы.

Рассмотрим внутреннее устройство микросхемы контроля М54123 и взаимодействие блоков, ее составляющих (рис. 1). Микросхема работает в диапазоне питающих напряжений от 10 до 20 В и потребляет не более 0,5 мА.

Источник опорного напряжения ИОН является источником высокоточного термостабилизированного эталонного напряжения VR. Выход ИОН «VR» подключен к выводу «1» микросхемы. Через внутренний резистор подается на «+» вход компаратора.

Дифференциальный компаратор напряжения ОУ выполняет функцию порогового элемента. При незначительном превышении уровня напряжения на одном входе над уровнем на другом происходит срабатывание компаратора. Второй вход ОУ через защитные диоды подключен ко входу «IN» (вывод «2»). Выход ОУ «OD» подключен к выводу «4».

Вход «SC» триггера срабатывания ТС подключен к выводу «5», цепь коррекции (защита от помех) «NR» — к выводу «6», цепь управления внешним ключом (тиристором) «OS» — к выводу «7».

Питание элементов питания — от стабилизированного источника внутреннего питания ИП. Выводы ИП: общий «3» и «8» (питающее напряжение).

Функционирование микросхемы в составе дифференциального автомата рассмотрим на примере схемы включения (рис. 2).

Питание дифференциального блока происходит только после замыкания входных контактов. Этот блок защищен от импульсных перенапряжений сети варистором U. Далее через обмотку электромагнита DR питание подается на выпрямительный диодный мост. Затем оно идет по двум направлениям: одно направление питания подается через фильтрующую цепочку R2 С4 непосредственно на микросхему; второе — на тиристор VS1, который является ключевым элементом. При возникновении в первичной цепи тока утечки во вторичной обмотке дифференциального трансформатора возникает ток, пропорциональный величине тока утечки в первичной цепи. Сигнал о возникновении тока через согласующую цепочку RL Rp поступает на вход микросхемы. Сопротивление RL определяет настройку срабатывания дифференциального блока. Конденсатор С1, подключенный к соединенным выводам «4» и «5», выполняет роль защиты от высоко частотных помех, как и конденсатор С6, подключенный к выводу «1».

Вывод «6» в принципе допускается оставить свободным, но с целью повышения устойчивости устройства к радиопомехам рекомендуется между выводами «6» и «7» включить конденсатор С3.

В дежурном режиме дифференциальный компаратор напряжения ОУ на входе «+» имеет постоянное смещение, препятствующее срабатыванию триггера и силового ключа управления внешним тиристором VS1.


Рис. 1. Структурная схема специализированной микросхемы контроля
  • ИОН — Источник опорного напряжения.
  • ОУ — Дифференциальный компаратор напряжения.
  • ТС — Триггер срабатывания и силовой ключ управления внешним тиристором.
  • ИП — Источник внутреннего питания микросхемы.

Рис. 2. Принципиальная схема включения М54123L

В аварийном режиме ток утечки наводит во вторичной обмотке дифференциального трансформатора ток, достаточный для срабатывания компаратора на время заряда конденсатора С1. В этом случае произойдет изменение состояния триггера, будет подан сигнал на включение тиристора, который, в свою очередь, обеспечит протекание тока через катушку электромагнита расцепления. В результате дифференциальный блок отключит аварийный участок электрической цепи.

При небольшой доработке представленная базовая схема (рис. 2) позволяет существенно разнообразить возможности дифавтоматов — не только расширить функции существующих автоматов, но и разработать автоматы нового типа. Например, АД12М торговой марки IEK® отличается от обычного АД12 тем, что имеет встроенную функцию защиты от превышения напряжения в питающей сети. А устройства серий АВДТ32, АВДТ34 в отличие от уже давно существующих автоматов типа АС имеют тип защиты А (от переменного и пульсирующего тока).

Владимир Селиверстов

Информация о компании

Группа компаний IEK
Группа компаний IEK — ведущий российский производитель электротехнической продукции среднего ценового сегмента. Международный бренд IEK хорошо известен в России и за рубежом — на протяжении 15 лет он является гарантом высокого качества и надежности. Сегодня IEK — это холдинг, контролирующий деятельность собственных производственных комплексов в России и за рубежом, а также торговых предприятий в России, Украине, Молдове, Казахстане, Монголии и странах Балтии. Разветвлённая дистрибьюторская сеть обеспечивает наличие ассортимента IEK® по всей территории РФ и в странах зарубежья. Продукция под торговой маркой IEK с успехом эксплуатируется на многочисленных объектах России и СНГ. Среди них — Московский государственный университет, метрополитен Санкт-Петербурга, Волгодонская атомная электростанция и многие другие объекты. На объектах используется модульное, щитовое, коммутационное оборудование, кабеленесущие системы, изделия для электромонтажа, светотехника и прочее оборудование ТМ IEK.

Рекомендуем почитать

Беспроводные прецизионные датчики температуры с автономным питанием для промышленных сетей
23 октября 2014 г. в 16:19
Технология «Интернет вещей» (Internet of Things, IoT) отвечает набирающей силу тенденции к созданию относительно простых соединенных между собой устройств, которые обмениваются данными независимо от компьютеров и человеческого вмешательства. Эта технология позволяет повысить эффективность, безопасность и создать абсолютно новые бизнес-модели практически для всех аспектов повседневной деятельности или промышленности.
Суперскоростной ЦАП с производительностью, измеряемой миллиардами выборок в секунду
28 декабря 2015 г. в 09:26
В статье рассматриваются некоторые параметры нового цифро-аналогового преобразователя LTC2000, особенности его функционального и конструктивного построения, а также варианты применения совместно с другими продуктами корпорации Linear Technology.
Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 4
8 сентября 2011 г. в 11:22
Часть 4. Алгоритмы защиты от однофазных замыканий на землю В зависимости от наличия устройств компенсации ПУЭ [4] предусмотрено применение защиты от однофазных замыканий на землю. Защита от ОЗЗ должна действовать на отключение асинхронного электродвигателя. В схеме защиты синхронного электродвигателя алгоритм ОЗЗ должен одновременно формировать сигнал на автомат гашения поля АГП (при его наличии).
Силовые выключатели онлайн: возможности коммуникации в электрических системах предприятий
12 марта 2013 г. в 12:07
Делая прогноз на 2012-2014 гг., Минэкономразвития РФ заложил ежегодный рост отечественного энергопотребления на 2-2,5%, аналогичные цифры уже наблюдались в 2010-2011 годах.
Семейство микроконтроллеров STM32L4. DSP c батарейным питанием
15 сентября 2016 г. в 10:23
С каждым днем различные устройства с батарейным питанием занимают все больше места в повседневной жизни. Пользователи хотят видеть в таких приборах функциональность, высокую производительность, длительное время функционирования от батареи и, естественно, низкую стоимость. Для того чтобы удовлетворить именно эти запросы, разработчики уже давно отказались от малоэффективных 8/16-битных микроконтроллеров — например, учитывая актуальные требования, компания STMicroelectronics продвигает 32-разрядные

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.