В этой статье расскажу про свой опыт ремонта электромеханического стабилизатора «Ресанта» асн-20000/3-эм, внешний вид которого показан на фото.
«Ресанта» асн-20000-3-эм. Внешний вид и органы управления
Как работает стабилизатор напряжения, я уже рассказывал в статьях про однофазный и про трехфазный стабилизаторы. Кого интересуют общие вопросы по выбору, подключению и разновидностям этих приборов — прошу перейти по этим ссылкам.
Думаю, что если Вы взялись ремонтировать стабилизатор и зашли на эту страницу, принцип действия вам известен хорошо.
Составные части трехфазной «Ресанты»
Сначала коротко рассмотрим, из чего состоит и как устроен наш ящик.
Итак, как я уже говорил в предыдущей статье про трехфазные стабилизаторы, трехфазный стабилизатор — это три однофазных. Так же обстоит дело и с «Ресанта» асн-20000/3-эм:
Стабилизатор трехфазный электромеханический — устройство
Видно, что этот стабилизатор состоит из трёх одинаковый частей — из трёх однофазных стабилизаторов, каждый из которых стабилизирует только свою фазу.
То есть, даже если будет значительный перекос фазных напряжений на входе, то на выходе по всем фазам будет 220 В +/-3%. Подробнее о параметрах таких стабилизаторов можно почитать в инструкции, которую можно будет скачать в конце статьи.
А если перекос фаз произошёл в результате обрыва нуля, о последствиях можно прочитать в статье «Реле напряжения против обрыва нуля». Трехфазный стабилизатор до определённой степени исправит ситуацию, а если не справится — отключится и спасёт потребителя.
Автотрансформатор
Сердце электромеханического трансформатора — это повышающий автотрансформатор. Это «сердце» бьётся в такт с изменением напряжения на входе стабилизатора, пытаясь выровнять его до нормы.
Автотрансформатор повышающий — сердце электромеханического стабилизатора
Почему используется повышающий, а не понижающий автотрансформатор? Потому что стабилизаторам чаще всего приходится иметь дело с пониженным входным напряжением. Но это не значит, конечно, что он не может понизить завышенное входное напряжение. Впрочем, принципы работы автотрансформатора здесь описывать не буду.
Рассмотрим устройство стабилизатора на следующей фотографии:
Устройство стабилизатора с пояснениями
Первое, что надо усвоить — автотрансформатор состоит из двух равноценных частей, соединенных параллельно для увеличения мощности. Соответственно, есть две обмотки, по ним ездят две щётки (на фото щётку не видно, она указана стрелкой).
Поскольку щётка — это контакт, причём довольно плохой, то она греется. Это нормально, но для её охлаждения предусмотрен радиатор. В радиаторе щётки закреплен термодатчик, который при превышении допустимой температуры (105°С) размыкает контрольную цепь и отключает нагрузку от выхода стабилизатора.
Двигатель перемещает щётки по поверхности обмотки, подстраивая напряжение. На конце хода щёток, соответствующему наименьшему напряжению (140 В) установлены концевые выключатели, останавливающие двигатель. Это наиболее сложный режим работы, поскольку выходная мощность стабилизатора при этом падает. Если напряжение понижается и дальше, то автотрансформатор уже не справляется, и весь стабилизатор отключается. Это происходит за счет размыкания контактов реле KL (см. принципиальную схему ниже).
На корпусе трансформатора закреплен (приклеен) термодатчик, которой при перегреве выше 125 °С размыкает контрольную цепь, предохраняя от дальнейшего теплового разрушения.
Оба типа датчиков — самовосстанавливающиеся. То есть, при остывании контрольная цепь собирается, и стабилизатор снова готов к работе.
Электронная плата
Что же заставляет двигаться двигатель автотрансформатора? Это электронная схема, которая измеряет входное фазное напряжение, и выдает напряжение на серводвигатель, который двигает щётку автотрансформатора, изменяя напряжение на выходе до нужного уровня:
Плата электронного управления
На приведенном фото видны последствия устранения частой неисправности — пробой биполярных силовых транзисторов, через которые управляется двигатель. С ними заодно выгорают и резисторы, которые исходно имеют мощность 2Вт, но заменены на 5Вт. Но по неисправностям и ремонту — в конце статьи.
Пускатель контрольной цепи
Этот пускатель необходим для защиты (отключения) стабилизатора и нагрузки в случае неготовности, неисправности или перегрева.
Пускатель контрольной цепи
Подробнее рассмотрим его работу при разборе принципиальной электрической схемы.
Электрическая схема трехфазного трансформатора
Рассмотрим схему однофазного электромеханического стабилизатора Ресанта АСН — 10000/1-ЭМ. Возьмем эту схему, поскольку, как я говорил три однофазных — это один трехфазный стабилизатор.
Схему, как обычно, можно приблизить, а потом ещё увеличить до 100%, нажав на стрелки в правом нижнем углу изображения. Затем нажать правой кнопкой мышки, Сохранить картинку как... и т.д.
Схема электрическая Ресанта-10000
Для удобства восприятия я отметил на схеме основные структурные части.
Полностью рассматривать работу электроники не буду, кому интересно — задавайте вопросы в комментариях.
Теперь — чем отличается эта схема от схемы трехфазного стабилизатора:
Главное отличие — в контрольной цепи. В однофазной версии (на схеме) видно, что контрольная цепь для питания пускателя КМ собирается собирается так: Нейтраль — Реле задержки включения KL — Термореле 1 трансформатора (125°С) — Термореле 2 трансформатора (125°С) — Термореле щётки 1 (105°С) — Термореле щётки 2 (105°С). Итого — 5 контактов. Если эта цепь собирается, контактор КМ включается, и напряжение поступает на выход стабилизатора.
В трехфазной версии, чтобы стабилизатор запустился, необходимо выполнение 15 (!) условий — именно столько контактов должны быть замкнуты, чтобы включился контактор КМ.
При нормальной работе при включении стабилизатора можно услышать, как собирается КЦ — примерно через 10 секунд щелчок (на одной из электронных плат), потом ещё один и, наконец, третий щелчок, он запускает контактор и весь стабилизатор.
Что такое контрольная цепь, её отличие от аварийной и тепловой цепей и почему ремонт любой серьезной автоматики надо начинать с проверки контрольной цепи — подробно расписано в статье «Контрольные цепи в промышленном оборудовании», очень рекомендую, если дочитали до этого места)
Второе — отсутствие вентилятора охлаждения, в данном случае охлаждение естественное.
Третье — отсутствие байпаса, его реализация потребует применение трехполюсного контактора с нормально закрытыми контактами (либо двух обычных контакторов), это дорогое удовольствие, поэтому производитель обошелся без него.
Ну и далее — логичные отличия: Три трансформатора тока, три амперметра, и т.д., не будем лить воду, а перейдем к тому, ради чего мной и задумывалась данная статья — к ремонту.
Ремонт электромеханических стабилизаторов
Самая главная проблема таких стабилизаторов — перегрев. Совершенно необходимо раз в 1-2 месяца, в зависимости от условий эксплуатации, делать техническое обслуживание стабилизатора. И ремонт стабилизаторов надо начинать именно с чистки.
Проблема перегрева проявляется прежде всего из-за того, что графитовая щётка, когда двигается по поверхности трансформатора, неизбежно изнашивается, и её частички вместе с пылью и прочим мусором остаются на контактной дорожке.
Теперь, когда щётка непрерывно «елозит» по поверхности, она начинает сильнее греться, искрить, мусор горит и пригорает к медной поверхности. В дальнейшем этот негативный эффект будет лавинообразно увеличиваться, и если не принять меры, достигнет необратимых пределов, когда чистка уже не поможет.
Конечно, спасать ситуацию будут тепловые датчики — это первые «звоночки». Если стабилизатор вдруг начал выключаться «сам», надо срочно звать специалиста и чистить поверхность.
Вот поверхность трансформатора в удовлетворительном состоянии, после трех лет работы по 8 часов в день:
Поверхность — Удовлетворительно. И это — после промывки спиртом
Вот к чему может привести безразличие к состоянию стабилизатора. Это тот же стабилизатор, другая фаза:
Состояние поверхности — Очень плохо
Если даже счистить этот нагар, площадь сечения провода необратимо уменьшится на 20-30%, что увеличит нагрев провода и щётки и приведёт к вышеописанным пессимистичным процессам:
Поверхность автотрансформатора близко. Изоляция провода выгорела, возможно межвитковое замыкание. Эпоксидка также отвалилась от перегрева.
Тут поможет только наждачка «нулёвка». Чистить надо по ходу щётки, потом промыть тщательно спиртом и вытереть насухо чистой тряпкой.
Ремонт серводвигателя
Другая поломка — неисправность серводвигателя, когда он перестаёт двигать щётку. Двигатель надо снять, прочистить, продуть, смазать. Поскольку используется двигатель постоянного тока с щётками, то можно попробовать покрутить его в холостую в обе стороны от источника постоянного тока напряжением около 5 В.
Таким образом можно, не разбирая его, немного почистить его щётки, ведь двигатель в работе крутится (точнее, поворачивается) только на угол до 180 градусов.
Ремонт электронной платы
Двигатель может крутиться и потому, что на него не приходит питание. Питание идёт от биполярных транзисторов. Используется пара комплементарных транзисторов TIP41C и TIP42C, поскольку питание схемы двухполярное. Транзисторы надо менять парой, даже если один и будет целый. И только одного производителя.
Даташит (документацию) на транзисторы можно скачать в конце статьи.
Также в той же цепи выгорают резисторы 10 Ом (это следствие пробоя транзисторов). Ничто не мешает при замене резисторов увеличить их мощность до 3 или 5 Вт, повысив надежность работы.
Ну и замена реле, транзисторов, концевых выключателей и другой мелочевки — по ситуации.
Ремонт силовой части
К силовой части относятся автотрансформаторы (про них я уже сказал предостаточно). Плюс контактор и вводной автомат, у которых горят контакты и клеммы. Из надо периодически протягивать, чистить, а при необходимости — менять.
Предложения по модернизации
Если напряжение колеблется примерно в одном узком диапазоне, и на этом участке дорожка трансформатора выгорела (как на последнем фото), предлагаю изменить схему, чтобы щётка «ездила» по другому участку. Для этого надо перепаять провод с нижнего конца обмотки (N) на несколько витков выше (см. схему). Конечно, на обеих частях автотрансформатора. В результате — щётка будет скользить по другой, относительно чистой части дорожки. Минус данного решения — сужение диапазона регулировки.
Другой вариант решения этой проблемы — покупать новые трансформаторы, что экономически нецелесообразно — после трех лет работы лучше купить новый стабилизатор.
Другое усовершенствование — на каждый трансформатор установить кулера (вентиляторы) на 12 В, которые бы дули на щётки. В идеальном случае — 6 вентиляторов. Они будут в буквальном смысле сдувать пылинки. Это существенно продлит срок службы стабилизатора.
А как ремонтируете такие стабилизаторы вы? Жду конструктивной критики и обмена опытом в комментариях.
- Инструкция на «Ресанты» ACH-3000/3...ACH-150000/3 / Трехфазные электромеханические стабилизаторы переменного тока Ресанта. Техническое описание, паспорт и инструкция по эксплуатации., pdf.
- TIP41_TIP42_datasheet / Техническое описание транзисторов для стабилизаторов «Ресанта», pdf.
Источник: Александр/СамЭлектрик.ру
