5 СОВРЕМЕННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА В СОСТАВЕ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (ВБВ)
5.1 Состав выпрямителя, назначение основных частей (ВБВ 60/50)
Входной фильтр радиопомех предназначен для подавления высокочастотных помех, возникающих из-за работы ключей схемы преобразователя.
Фильтр состоит из дросселя, имеющего три синфазные обмотки и трех дросселей включенных последовательно с тремя фазами переменного тока, а также специальных высоковольтных конденсаторов типа «X» и «У». Постоянное напряжение (с частотой 300 Гц) с выпрямительного моста V1 поступает на плату входного фильтра 2д2.225.023 и затем на преобразователь (конвертор).
Дроссель L1 повышает cos ф до 0,9. Реле К1 и резистор R1 обеспечивают плавный заряд конденсатора С1 в момент включения выпрямителя, т. е. обеспечивается плавное нарастание пускового тока.
Рисунок 1 Структурно - электрическая схема ВБВ 60/50
Преобразователь (плата Преобразователя 2д2.225.026) преобразует постоянное напряжение в импульсное напряжение высокой частоты 50 кГц.
Преобразователь условно состоит из ключевого транзисторного моста V2...V5, трансформаторного тока ТТ, расположенного на плате контроллера (2д2.222.952-01), силовых трансформаторов T1, Т2, выпрямительных диодов V6...V9, схемы управления на микросхеме UC3846, расположенной на плате контроллера, усилителей мощностей (драйверов).
Работой транзисторов управляет схема управления, которая следит за током через транзисторы ( с помощью трансформатора тока ТТ) и одновременно отслеживает напряжение на выходе выпрямителя ( на нагрузке), в результате на выходе выпрямителя поддерживается стабильное напряжение с точностью менее ± 1%
Первичные обмотки силовых трансформаторов соединены последовательно и включены в диагональ транзисторного моста.
Вторичные обмотки силовых трансформаторов включены по схеме со средней точкой, на выходе которых включены выпрямительные диоды.
Диоды предназначены для преобразования широтно-модулированных импульсов напряжения переменного тока прямоугольной формы, поступающих со вторичных обмоток трансформаторов Т1 и Т2 в последовательность широтно-модулированных однополярных импульсов.
Выходной фильтр предназначен для преобразования последовательности широтно-модулированных однополярных импульсов в напряжение постоянного тока с заданным уровнем напряжения пульсации. Фильтр собран по Г-образной схеме и состоит из дросселей L2 и L3 и конденсатора С2. Высокочастотный фильтр радиопомех на выходе выпрямителя предназначен для подавления высокочастотных помех на нагрузке.
Плата питания (2д2.225.024) обеспечивает необходимым напряжением все составляющие части выпрямителя и их гальваническую развязку. Плата питания представляет собой однотактный ключевой стабилизатор (микросхема UC 3844), частота преобразования которой порядка 80 кГц.
5.2 Работа выпрямителя и его составных частей
Напряжение сети переменного тока через фильтр радиопомех подается на диодный мост VI.
Резистор R1 служит для ограничения тока заряда конденсатора О, во время подключения выпрямителя к сети переменного тока и шунтируется контактами реле К1, при достижении напряжения на конденсаторе порядка 400В.
Выпрямленное напряжение поступает на преобразователь, на транзисторах V2 - V5 и трансформаторах T1, Т2, который преобразует постоянное напряжение в импульсное напряжение высокой частоты. Импульсы для управления силовыми транзисторами V2 - V5 поступают со схемы управления через усилитель мощности (драйвер). Диоды V6 - V9 и высокочастотный фильтр L2, L3 и С2, преобразуют это импульсное напряжение высокой частоты в постоянное напряжение. Далее, постоянное напряжение через выходной помехоподавляющий фильтр поступает на выход выпрямителя (на нагрузку).
5.3. Техническое обслуживание
Выпрямители не требуют специального технического обслуживания. Настройка выпрямителей производится на заводе-изготовителе, на месте эксплуатации можно осуществить подстройку выходного напряжения (грубую и точную), ограничение по току и напряжение заряда.
Ремонт выпрямителей может осуществляться квалифицированным персоналом, прошедшим обучение на заводе-изготовителе или в сервисном центре.
5.4 Указание мер безопасности
- При настройке выпрямителей необходимо соблюдать правила техники безопасности для электроустановок с напряжением до 1000 В. Перед проведением работ для обеспечения безопасности персонала необходимо заземлить корпус выпрямителя. Подключение соединительных разъемов, печатных плат и приборов производить при выключенном напряжении сети. При замене элементов на печатных платах необходимо принимать меры по защите от статического электричества. Для замены элементов на печатных платах использовать паяльник на апряжение не выше 36 В.
5.5 Состав выпрямителя, назначение основных частей (ВБВ 60/25К)
Рисунок 2 Структурная схема выпрямителя ВБВ 60/25к
Рисунок 3 Структурно-электрическая схема ВБВ 60/25к
Входной фильтр помех предназначен для подавления высокочастотных помех возникающих из-за работы ключевых схем корректора и преобразователя.
Фильтр состоит из дросселя, имеющего две синфазные обмотки, и специальных высоковольтных конденсаторов типа «X»
Корректор коэффициента мощности обеспечивает форму тока, потребляемого из сети, пропорциональную форме напряжения.
Условно, корректор мощности состоит из выпрямительного моста V1,диодов V2 и V7, дросселя L1, транзисторовV5 и V6, конденсатора C1, шунта Rш и схемы управления на микросхеме UC 3854 с усилительными транзисторами V3 и V4.
Постоянное напряжение (с частотой 100 Гц) с выпрямительного моста V1 поступает на повышающий ключевой конвертор. За счет энергии, накапливаемой в дроссель L1, напряжение на конденсаторе С1 поддерживается стабильным (порядка 400 В) независимо от амплитуды входного напряжения и тока нагрузки. Напряжение, снимаемое с шунта Rш, отслеживается схемой управления и сравнивается с эталонной кривой U, поступающей с выпрямительного моста V1.
На схему управления поступает также напряжение обратной связи с конденсатора С1. Таким образом, схема управления (изменяя время работы ключевых транзисторов V5, V6) обеспечивает стабильное напряжение на конденсаторе CI и строго синусоидальную форму (форму входного напряжения сети переменного тока) тока, потребляемого от сети, что обеспечивает cosФ близким к 1
Реле К1 и резистор R1 обеспечивают плавный заряд конденсатора C1 в момент включения выпрямителя, т. е. обеспечивается плавное нарастание пускового тока.
Преобразователь преобразует постоянное напряжение 400 В в импульсное напряжение высокой частоты (40-50 кГц)
Преобразователь условно состоит из ключевого транзисторного моста V8…V11, трансформатора тока ТТ, силового трансформатора Т1, выпрямительных диодов V12, V13, схемы управления на микросхеме UC 3846, усилителей мощности ( драйверов) на микросхемах IR 2113
Работой транзисторов управляет схема управления, которая следит за током через транзисторы (с помощью трансформатора тока ТТ) и одновременно отслеживает напряжение на выходе выпрямителя (на нагрузке), в результате на выходе выпрямителя поддерживается стабильное напряжение с точностью менее 1%.
Вторичная обмотка силового трансформатора включена по схеме со средней точкой, на выходе которой включены выпрямительные диоды
Диоды предназначены для преобразования широтно-модулированных импульсов напряжения переменного тока прямоугольной формы, поступающих со вторичной обмотки трансформатора T1 в последовательность широтно-модулированных однополярных импульсов.
Выходной фильтр предназначен для преобразования последовательности широтно-модулированных однополярных импульсов в напряжение постоянного тока с заданным уровнем напряжения пульсации. Фильтр собран по Г-образной схеме и состоит из дросселя L2 и конденсатора С2.
Высокочастотный фильтр радиопомех на выходе выпрямителя предназначен для подавления высокочастотных помех на нагрузке.
Плата питания обеспечивает необходимым напряжением все составляющие части выпрямителя и их гальваническую развязку. Плата питания представляет собой однотактный ключевой стабилизатор (микросхема UC 3844), частота преобразования которой порядка 80кГц
5.6 Работа выпрямителя и его основных частей (60/25к).
Напряжение сети переменного тока через фильтр радиопомех подается на диодный мост V1. Выпрямленное напряжение через контакт реле К1 резистор R1 поступает на конденсатор С1, и при достижении напряжения на конденсаторе порядка 200 В, реле срабатывает и напряжение с моста V1 подается на схему коррекции коэффициента мощности (дроссель L1 транзисторы V5, V6), напряжение на конденсаторе С1 становится порядка 400 В.
Преобразователь преобразует постоянное напряжение 400В. в импульсное напряжение высокой частоты. Импульсы для управления силовыми транзисторами V8... V11 поступают со схемы управления через усилитель мощности (драйвер).
Высокочастотный фильтр (L2 - С2) преобразует это импульсное напряжение высокой частоты в постоянное напряжение.
Далее постоянное напряжение через выходной помехоподавляющий фильтр поступает на выход выпрямителя (на нагрузку).
5.7 Конструкция выпрямителя (ВБВ 60/25к).
Выпрямитель выполнен в виде обечайки с перфорациями. Левая боковая сторона выпрямителя представляет собой профильный радиатор, на внутренней стороне которого размещены (установлены) плата выпрямителя, плата корректора мощности, плата преобразователя, плата конденсаторов и силовой трансформатор.
На плату выпрямителя при помощи разъемов устанавливаются платы питания, управления и автоматики. Кроме того на плате выпрямителя расположены входной выпрямительный мост, дроссель корректора мощности, выходной дроссель фильтра, конденсатор выходного фильтра, шунт, входной и выходной фильтры радиопомех, а также реле дросселя корректора мощности, входной предохранитель и другие.
Плата контроллера расположена над плитой преобразователя
Правая сторона выпрямителя закрывается заглушкой.
На передней панели выпрямителя расположены плата индикации (индикатор), плата сигнализации со светодиодами и ручка.
