Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Мягкий старт блока питания усилителя. софт старт для усилителя от nem0

Базы данных

В СТАРТ-Проф имеется ряд нормативных баз данных, обеспечивающих дополнительные удобства при работе:

  • «Материалы» — содержит физические свойства материалов труб и элементов трубопровода;
  • «Пружины» — содержит характеристики и податливости пружинных цепей упругих опор различной грузоподъемности по ОСТ 108.764.01−80, ОСТ 24.125.109−01, МВН 049−63, МН 3958−62, LISEGA, WITZENMANN, NBT 47039−2013, China power;
  • «Крепления постоянного усилия» — содержит характеристики креплений постоянного усилия по WITZENMANN, NB/T 47038−2013;
  • «Грунты» — содержит различные физико-механические свойства грунтов;
  • «Компенсаторы» — содержит характеристики осевых, угловых, сдвиговых сильфонных и линзовых компенсаторов различных производителей;
  • «Изоляция» — содержит величины весов изоляции в зависимости от изоляционной конструкции, температуры и диаметра трубы;
  • «Отводы», «Тройники», «Переходы» — содержит характеристики изделий для различных отраслей промышленности.

Улучшенная схема устройства

Вторая схема, приведенная на рис. 2, выполняет ту же самую задачу, но позволяет уменьшить габариты устройства за счет использования времязадающего конденсатора С1 меньшей емкости.

Транзистор VT1 включает реле К1 с задержкой, после того как зарядится конденсатор С1 (типа К53-1А). Схема позволяет также вместо коммутации вторичных цепей обеспечивать ступенчатую подачу напряжения на первичную обмотку. В этом случае можно использовать реле только с одной группой контактов.

Рис. 2. Улучшенная принципиальная схема плавного включения источника питания УМЗЧ.

Величина сопротивления R1 (ПЭВ-25) зависит от мощности нагрузки и выбирается такой, чтобы напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляло 70 процентов от номинального значения при включенном резисторе (47…300 Ом). Настройка схемы состоит в установке времени задержки включения реле подбором номинала резистора R2, а также выборе R1.

Общаемся по статье 💬

Галерея: плетенка Power Pro (25 фото)

Характеристики УПП

Основными критериями выбора УПП являются диапазон ограничения тока, степень защиты корпуса, допустимое количество пусков за единицу времени, номинальный ток и напряжение, допустимая мощность электродвигателя, возможность параллельного включения шунтирующего электроаппарата. Выбор устройства осуществляется по стандартным методикам.

При выборе УПП также необходимо учесть наличие следующих функций:

  • Запуск в функции тока или напряжения. Устройства плавного пуска с такой функцией применяют при ограниченной мощности питающей сети. Такие УПП позволяют осуществлять регулировку тока и избежать перегрева кабелей, сработки защиты, остановку генераторов, чувствительных к резким колебаниям потребляемого нагрузкой тока. Для технологического оборудования, где недопустим быстрый пуск с повышенным моментом, используют УПП с пуском в функции напряжения. Такие устройства плавно увеличивают напряжение в обмотках электрических машин. Для более точной регулировки используют УПП с обратной связью по току и напряжению.
  • Количество фаз. Для пуска электродвигателей используются УПП с регулировкой электрических параметров по одной, двум и трем фазам. Устройства первых двух типов используются для привода оборудования с нечастым запуском, так как несимметричная нагрузка в момент пуска отрицательно сказывается на работе электрической машины.
  • Наличие шунтирующего контактора. При завершении переходного процесса целесообразно отключить подачу тока через устройство плавного пуска, чтобы исключить перегрев симистров. Это достигается параллельным включением в цепь контактора, который замыкает силовые контакты после разгона электродвигателя. Существуют модели УПП, не предусматривающие параллельного подключения контакторов, однако, для мощного двигателя лучше выбрать устройство с шунтирующим коммутирующим аппаратом.
  • Функции защиты. Многие УПП имеют встроенную защиту от перегрева самого устройства, изменения частоты питающего напряжения, снижения величины выходного тока, а также функции отключения нагрузки при превышении времени разгона, обрыва фаз, неравномерной нагрузки. В некоторых моделях также возможно подключение датчика нагрева обмоток электродвигателя. Для защиты привода с УПП от коротких замыканий необходимы предохранители или автоматические выключатели.
  • Функции регулирования скорости. Существуют УПП, где реализована возможность снижения частоты вращения электродвигателя. Однако, УПП не заменяют частотный преобразователь. Регулировка скорости осуществляется ступенчато. При длительной работе на пониженной скорости УПП сильно перегревается. Устройство плавного пуска не обеспечивает долговременной работы двигателя в режиме пониженной скорости. Такие режимы применяются при регулировке и наладке производственного оборудования.
  • Режим торможения. Для приводов инерционного оборудования следует выбрать УПП с функцией торможения. В этом режиме на обмотки электродвигателя подается напряжение, вызывающее торможение электрической машины. Такие устройства применяют для подъемников, транспортеров, тяговых вентиляторов.
  • Контроль состояния байпасного контактора. При незамкнутых силовых контактах шунтирующего контактора по достижении номинальной частоты вращения ротора электродвигателя, УПП осуществляет отключение привода.
  • Пуск с максимальным моментом. Устройства плавного пуска с этой функцией подают на обмотки номинальное напряжение питающей сети. После резкого пускового толчка, напряжение ограничивается. Далее разгон электрической машины осуществляется в плавном режиме. УПП с такой функцией используется для приводов оборудования с включением под значительной нагрузкой.

Плавный пуск – для чего это нужно

Для снижения непомерной нагрузки на механику электроинструмента при пуске, могут быть приняты меры со стороны электропитания. Вместо подачи на электродвигатель полного напряжения от источника (электросети), можно подавать пониженное напряжение, с помощью плавного пуска. Но где его взять? Речь идет о массовом применении. В отдельных случаях специалисты и умельцы могли решать эту задачу, но большинству рядовых потребителей это было недоступно.

Существует три способа ограничить пусковой момент электроинструмента и добиться плавного старта:

  1. Применение реостатов;
  2. Применение трансформаторов;
  3. Применение полупроводниковых ключей.

Его можно применять и на постоянном, и на переменном токе.

Значительная часть мощности теряется на нагрев сопротивления реостата. Если задача ограничивается только плавным пуском, то это вполне терпимо. Если таким способом регулировать рабочую скорость электродвигателя, то это лишний нагрев окружающий среды и расход электроэнергии. В любом случае устройство оказывается громоздким.

Второй способ намного лучше и экономичнее. Подходит только для переменного тока. Он также может повысить электробезопасность при работе с электроинструментом. Недостаток в том, что классические трансформаторы теперь очень недешевы. Даже при самостоятельном изготовлении, так как в них уходит много дорогой меди. Устройство получается также достаточно большим и тяжелым.

Трансформатор

Третий способ плавного пуска самый современный и дешевый. Он опирается на массовое применение полупроводников. В свое время, в исследования и наладку промышленного производства полупроводниковых приборов были вложены огромные средства. Но дешевизна материалов, из которых их производят, и массовость выпуска уже успели все окупить. Благодаря невысокой себестоимости такие приборы доступны всем.

Главная особенность полупроводниковых ключей – нет механических контактов и работают они с огромной скоростью (частотой переключения). Переключаемые ими токи могут достигать больших величин, при больших напряжениях в отключенном состоянии. При этом, такие приборы практически не греются и не потребляют лишней энергии, как реостаты и отлично подходят для современных электроинструментов.

Виды полупроводниковых ключей

Тиристоры и симисторы

Сопротивление разомкнутого ключа достигает миллионов Ом, ток через него практически не протекает.

Сопротивление замкнутого ключа лежит в пределах единиц и десятых долей Ома.

Хотя при этом может протекать значительный ток, на ключе падает слишком малое напряжение, чтобы на нем выделялось, по закону Джоуля-Ленца, большое тепло. В обеих случаях он остается практически холодным.

Это относится к любому из типов силовых ключей, каковых существует три:

  • Тиристоры и симисторы;
  • Полевые транзисторы MOSFET;
  • Транзисторы IGBT.

Исторически первыми появились тиристоры. С их помощью регулировали мощность в цепях переменного тока, управляя фазой отпирания прибора.

С помощью регулировки фазы управляющего напряжения (длительность t1) можно влиять на момент отпирания симистора в каждом полупериоде (t3) и таким образом, на долю энергии, попадающей в нагрузку и соответственно на электродвигатель.

С появлением мощных полевых транзисторов с изолированным МОП-затвором (металл-окисел-полупроводник, или на английском Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) током в цепи стали управлять, изменяя ширину открывающих импульсов. Этот метод очень эффективен в цепях с постоянным током, для чего его сначала выпрямляют, и применяется в сварочных инверторах, частотных преобразователях и т.д.

Для наиболее мощных электроинструментов применяют IGBT – биполярные транзисторы с изолированным затвором. Это комбинация полевого транзистора с биполярным.

Для регулирования электродвигателя в настоящее время применяют уже устоявшееся, давно применяемое решение на симисторах. Более продвинутые решения пока не очень распространены.

Ловля на импровизированную донку

Один из самых старинных и результативных способов — рыбалка на донку. Речь идёт не о профессиональных снастях, а о простой леске, диаметром 0.4−0,5 мм, крючке и первой попавшейся металлической гайке. Привязав к концу лески грузик — гайку и любого размера крючок, можно отправляться на поиски добычи, взяв наживку (хлеб, любая приманка животного происхождения, можно обычное мясо).

Рассчитывать на огромные уловы не стоит, но наловить морского бычка, ставридок или обычного окуня можно достаточно. Таким способом любят баловаться дети на море, где пескари и бычки клюют даже на пустой сверкающий в воде крючок. Обычно, после поимки первого трофея рыбаки режут его маленькими кусочками и нанизывают части на крючок. После этого клёв возрастает в несколько раз и домой можно вернуться чуть ли не с ведром рыбы.

https://youtube.com/watch?v=05Y2LcvurIs

Защитные резисторы

Каждому радиолюбителю наверняка знаком запах горелого резистора. Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и… денег. Между тем, дешёвый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей. Это не раз спасало дорогие элементы усилителя от ошибок в монтаже, неправильно выставленного тока покоя (регулятор поставили на максимум вместо минимума), перепутанной полярности питания и так далее.

На фото показан усилитель, где монтажник перепутал транзисторы  TIP3055  с TIP2955.

Транзисторы в итоге не пострадали. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату проветривать пришлось.

Производители самых популярных электрических духовых шкафов для встраивания: рейтинг лучших фирм

  • Виды электрических духовок
  • Рейтинг производителей
  • Лучшие электрические духовые шкафы
  • Как выбрать встраиваемый духовой шкаф: видео

В духовке можно приготовить буквально каждый продукт и блюдо будет отличаться неповторимым ароматом, идеально сбалансированным вкусом и набором полезных веществ, которые не исчезли после термической обработки. Но порой бывает очень трудно выбрать какую-то конкретную модель, отвечающую всем запросам покупателя. О некотором функционале хозяйки даже могут не догадываться. Поэтому кратко разберемся в том, какими бывают электрические встраиваемые духовые шкафы. А дальше составим список лидеров.

Виды электрических духовок

Газовые и отдельностоящие приборы мы рассматривать не будем. Определим именно электрические приборы с возможностью встраивания в мебельный «ансамбль» вашей кухни. Они различаются:

  • По габаритам. Самые популярные модели имеют высоту в 50-60 см, это так называемые полноразмерные стандартные шкафы. Есть и компактные духовки с высотой в 40-45 см. В этих случаях ширина составляет 60 см, а глубина – 55 см. Если ваша кухня небольшая, лучше отдавать предпочтение узким – с габаритами 60*55*45, где 45 см ширина.
  • Рабочий объем. Стандартные имеют объем в 55-68 л, узкие и компактные – 37-45 л. От этого показателя зависит, сколько пищи можно приготовить за один прием. Для большой семьи идеальной станет духовка с рабочим объемом в 55 л или больше, при необходимости готовить небольшие порции – до 45 л.
  • Управление. Бывает двух видов. Электромеханическое можно чаще всего встретить у бюджетных моделей, оно более привычное и не требует дополнительных навыков. На передней панели есть три круглых переключателя-регулятора – температуры, режима нагревания и таймера. Электронное управления осуществляется с помощью сенсорных или обычных кнопок, которые также помогают выбрать режимы приготовления и температуру выпекания продуктов. В большинстве дорогих моделей присутствует дисплей, на нем отображается процесс работы прибора. Такое управление – более современное и делает возможным выбор различных настроек, вплоть до автоматического режима приготовления, когда хозяйке не нужно контролировать процесс выпечки.
  • Функционал. Большинство электрических духовок имеет несколько режимов нагрева, но для приготовления обычных блюд достаточно и температурного диапазона в 220-260 градусов. К дополнительным полезным опциям можно отнести: таймер (после того, как пища приготовится, духовка отключится сама в автоматическом режиме либо прозвучит звуковой сигнал), конвекцию (микроциркуляция горячего воздуха позволяет более качественно приготовить продукты), гриль (с его помощью на пище появляется аппетитная корочка), вертел (для приготовления мяса и птицы путем автоматического переворачивания).

Рейтинг производителей

Все уважающие себя фирмы-производители бытовой техники для кухни и всего дома обязательно занимаются изготовлением духовок с электрическим типом питания и возможностью встраивания. Но потребители – люди умные, и на основе отзывов на различных форумах и популярности конкретных моделей можно представить топ-5 лидеров рынка:

  1. Hotpoint-Ariston (Италия);
  2. Gorenje (Словения);
  3. Bosch (Германия);
  4. Siemens (Германия);
  5. Hansa (Польша).

Духовки итальянской фирмы Hotpoint-Ariston – самые популярные благодаря привлекательному дизайну, многофункциональности и простоте в использовании.

Электрические шкафы немецких фирм Bosch и Siemens – это гарантированное качество, наличие большого количества функций и следование всем современным технологиям.

Польская фирма Hansa производит качественные духовки, которые можно купить по оптимальной цене. Но при этом ни обилие режимов приготовления, ни дизайнерское выполнение моделей не страдает.

Бытовая техника словенского бренда Gorenje также входит в рейтинг самых лучших производителей электрических духовок благодаря красивому дизайну, простоте обслуживания и многофункциональности продукции.

Лучшие электрические духовые шкафы

Мы выбрали лучшие духовки топовых фирм-производителей на основании отзывов пользователей о функциональности моделей и соответствие характеристике «цена-качество». При составлении списка лидеров также были учтены габариты, рабочий объем, функционал, простота использования и ухода, экономичность и степень безопасности:

  1. Hotpoint-Ariston FTR 850 (OW). Независимая духовка, обладающая грилем и конвекцией, а также 8 режимами приготовления пищи. Входит в экономичный класс как по использовании электроэнергии, так и по стоимости в магазинах. Очищается с помощью гидролизной системы очистки. Стоимость – от 20000 руб.

Независимый духовой шкаф можно установить на уровне груди

Задумываясь над тем, электрический духовой шкаф с возможностью встраивания какой фирмы лучше взять, отдавайте предпочтение известным производителям-лидерам на рынке: фирмам Bosch, Hotpoint-Ariston, Gorenje, Hansa и Siemens. Только в этом случае вы будете уверены в безупречном качестве и отличной работоспособности бытовой техники.

Стабилизатор или фильтр?

Удивительно, но чаще всего для питания усилителей мощности используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого заключается в том, что дешевле и проще спроектировать усилитель,  который бы имел высокий коэффициент подавления пульсаций по цепям питания, чем сделать относительно мощный стабилизатор. Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет порядка  60дБ для частоты 100Hz , что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения. Использование в усилительных каскадах источников постоянного тока,  дифференциальных каскадов, раздельных фильтров в цепях питания каскадов и других схемотехнических приёмов позволяет достичь и ещё больших значений.

Питание выходных каскадов чаще всего делается нестабилизированным. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи, единичному коэффициенту усиления, наличию ОООС, предотвращается проникновение на выход фона и пульсаций питающего напряжения.

Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (питания), пока не войдет в режим клиппирования (ограничения). Тогда пульсации питающего напряжения (частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, что звучит просто ужасно:

Если для усилителей с однополярным питанием происходит модуляция только верхней полуволны сигнала, то у усилителей с двухполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. Большинству усилителей свойственен этот эффект при больших сигналах (мощностях), но он никак не отражается в технических характеристиках. В хорошо спроектированном усилителе эффекта клиппирования не должно происходить.

Чтобы проверить свой усилитель (точнее блок питания своего усилителя), вы можете провести эксперимент. Подайте на вход усилителя сигнал частотой чуть выше слышимой вами. В моём случае достаточно 15 кГц :(. Повышайте амплитуду входного сигнала, пока усилитель не войдёт в клиппинг. В этом случае вы услышите в динамиках гул (100Гц). По его уровню можно оценить качество блока питания усилителя.

Предупреждение! Обязательно перед этим экспериментом отключите твиттер вышей акустической системы иначе он может выйти из строя.

Стабилизированный источник питания позволяет избежать этого эффекта и приводит к снижению искажений при длительных перегрузках. Однако, с учётом нестабильности напряжения сети, потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

Другой способ ослабить эффект клиппирования это питание каскадов через отдельные RC-фильтры, что тоже несколько снижает мощность.

В серийной технике такое редко применяется, так как помимо снижения мощности, увеличивается ещё и стоимость изделия. Кроме того, применение стабилизатора в усилителях класса АВ может приводить к возбуждению усилителя из-за резонанса петель обратной связи усилителя и стабилизатора.

Потери мощности можно существенно сократить, если использовать современные импульсные блоки питания. Тем не менее, здесь всплывают другие проблемы: низкая надёжность (количество элементов в таком блоке питания существенно больше), высокая стоимость (при единичном и мелко-серийном производстве), высокий уровень ВЧ-помех.

Типовая схема блока питания для усилителя с выходной мощностью 50Вт представлена на рисунке:

Выходное напряжение за счёт сглаживающих конденсаторов больше выходного напряжения трансформатора примерно в  1,4 раза.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Халва для своих! +1800.00₽ для новичка на Aliexpress

Камрад, регистрируйся на Али по этой нашей ссылке. Ты получишь купон на 1800.00₽ на первый заказ. Не тяни, время действия купона ограничено.

Полезные и проверенные железяки — можно брать!

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Владимир Мосягин (MVV)
Россия, Великий Новгород
Список всех статей

Профиль MVV

Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.

Чем помогает УПП

Во время запуска двигателя крутящиеся механизмы способны в два раза превышать номинальное значение, образуя пусковые токи, в несколько раз превосходящий средние рабочие показатели.

Подобные перезагрузки чреваты многими осложнениями:

  • Сильный перегрев;
  • Порча изоляции обмоток;
  • Срыв транспортерных лент;
  • Неисправность кинематической цепи;
  • Тяжелый пуск;
  • Остановка мотора.

Также механизм обладает и дополнительным функционалом:

  • Обеспечивает плавное торможение;
  • Защищает от короткого замыкания;
  • Предотвращает возможный обрыв фазы;
  • Исключает незапланированный самостоятельный пуск мотора;
  • Не допускает превышения номинальных рабочих значений;
  • Позволяет подобрать источник питания меньшей мощности;
  • Понижает расход энергии;
  • Экономит средства на эксплуатации и ремонте машины;
  • Снижает электромагнитные помехи.

Популярное видео

Пульсации

Большинство нестабилизированных источников питания имеют после выпрямителя только один сглаживающий конденсатор (или несколько включенных параллельно). Для улучшения качества питания можно использовать простой трюк: разбить одну ёмкость на две, а между ними включить резистор небольшого номинала 0,2-1 Ом. При этом даже две ёмкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это дает более плавные пульсации выходного напряжения с меньшим уровнем гармоник:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать существенным. Для его ограничения до 0,7В параллельно резистору можно включить мощный диод. В этом случае, правда, на пиках сигнала, когда диод будет открываться, пульсации выходного напряжения опять станут «жесткими».

Продолжение следует…

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Вольный перевод: Главного редактора «РадиоГазеты»

Осциллограммы напряжения

Собрать схему отверткой всякий может. А для тех, кто хочет увидеть напряжение и понять, какие реальные процессы происходят, без осциллографа не обойтись. Публикую осциллограммы на выходе 2Т1 устройства плавного пуска.

Двигатель выключен. Чистый синус.

Не правда ли, логическая нестыковка – двигатель выключен, а напряжение на нём есть?! Это особенность некоторых устройств мягкого пуска. Неприятная и опасная. Да, на двигателе есть напряжение 220В, даже когда он стоит.

Дело в том, что управление происходит только по двум фазам, а третья (L3 – T3) подключена к двигателю напрямую.  А так как тока нет, то на всех выходах устройства действует напряжение фазы L3, которое проходит через обмотки двигателя. Та же ерунда бывает и в трехфазных твердотельных реле, вот моя статья.

Запуск. Тиристоры режут фазу нещадно.

Поскольку нагрузка индуктивная, то синусоида не только режется на куски, но и сильно искажается.

Помеха прёт, и это надо учитывать – возможны сбои в работе контроллеров и другой слаботочки. Чтобы это влияние уменьшить, надо разносить и экранировать цепи, устанавливать дроссели на входе, и др.

Двигатель почти включен. Около 90% от энергии синуса.

Фото сделано да пару секунд до того, как включился внутренний контактор (байпас), который подал полное напряжение на двигатель.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации