г) вибрации с частотой до 25 Гц и ускорения 5 м/с2;
д) ударных сотрясений с ускорением 15д в вертикальном направлении и 5д – в горизонтальном;
е) морского тумана;
ж) длительных колебаний напряжения питающей сети от +6% до -10% и частоты +5% от номинальных значений, а при кратковременных колебаниях напряжения от +15% до -30% от номинальных значений не более 1, 5 с и колебаниях частоты +10% от номинального значения не более 5 с и не дает ложных срабатываний.
6. Устройство предусматривает возможность изменения уставки по активному току в пределах 2, 4-4 А при изменении cos φ от 0, 7 до 1, 0 с точностью срабатывания по уставкам +5%, а при изменении cos φ от 0, 7 до 0, 6 точность срабатывания по уставкам +10%.
7. По отсечке устройства настраивается на ток не менее 110% тока уставки, при этом верхний предел уставки отсечки должен выбираться с учетом допустимых перегрузок, оговоренных в п.12 настоящего ТО. Точность срабатывания при cos φ от 1, 0 до 0, 7 – +5%,а при cos φ от 0, 7 до 0, 6 +10%.
8. Первая ступень выдает сигнал при токе уставки с выдержкой времени, настраиваемой в пределах от 10 до 1, 5 с. Заданное время при нормальных климатических условиях (НКУ) должно находится в зоне допуска на уставку по току. В остальных условиях, оговоренных в ТУ, изменение выдержки времени не должно превышать +20%. При токах, больших тока уставки, время выдержки уменьшается.
9. При сохранении перегрузки после срабатывания первой ступени, вторая ступень выдает сигнал с постоянной выдержкой времени, настраиваемой в пределах (2-6) с +20%.
10. Вторая ступень выдает сигнал также независимо от первой ступени (отсечка) с нерегулируемой выдержкой времени не превышающей 1 сек при превышении током нагрузки заданного максимального значения.
11. Коэффициент возврата устройства, определяемый отношением тока отпускания к току срабатывания, должен быть не менее 0, 85.
12. Блок УТЗ-ДА устройства допускает следующие перегрузки по полному току:
а) в течение двух часов – 5, 5 а;
б) в течение 30 мин. – 6, 225 а;
в) в течение 5 мин. – 7, 5 а.
13. В качестве выходных элементов первой и второй ступеням блока УТЗ-БВ устройства использованы электромеханические реле.
14. Сопротивление электрической изоляции токоведущих частей относительно корпуса:
а) при температуре окружающей среды +250 до +100С и относительной влажности 95+3% - не менее 20 Мом;
б) при температуре окружающей среды +400+20С и относительной влажности 95+3% - не менее 1 Мом.
15. Иллюстрационные чертежи блоков устройства приведены в приложениях 1 и 2 (л ).
16. Исполнение блоков устройства – брызгозащищенное.
17. Рабочее положение блоков устройства – вертикальное.
18. Устройство рассчитано на непрерывную работу в течение 5000 час. Общий срок службы устройства 25000 час, но не более пяти лет с момента дачи устройства заказчику. Между периодами непрерывной работы допускается подрегулировка устройства и замена вышедших из строя блоков.
Описание общее и основных узлов.
Устройство осуществляет непрерывный контроль по активному току и выдает сигнал при достижении контролируемой величины тока уставки.
Блок датчика тока устройства (рис. 1.16 ) состоит из:
а) тороидального трансформатора напряжения Тр1 с двумя первичными обмотками, каждая из которых намотана на отдельный сердечник, и четырьмя вторичными, охватывающими оба сердечника;
б) тороидального согласующего трансформатора Тр2, первичная обмотка которого подключена к выходной обмотке трансформатора тока фазы; вторичная имеет вывод от средней точки;
в) четырех транзисторов ПП1…ПП4, выполняющих роль ключей.
При нагруженном генераторе и cos φ=1 (при активной нагрузке) напряжения на вторичных обмотках трансформатора напряжения Тр1 (Uф) совпадают по фазе с напряжением на вторичной обмотке согласующего трансформатора Тр2 (U=Iф).
Допустим, что в данный момент (участок Ов рис. 1.16) на концах вторичных обмоток 12 и 14 трансформатора Тр1 имеется отрицательный потенциал. В этом случае транзисторы ПП1 и ПП2 открыты, т.к. отрицательные напряжения приложены к их базам. Транзисторы ПП3 и ПП4 при этом закрыты – к их базам приложен положительный потенциал.
При наличии напряжения на вторичной обмотке согласующего трансформатора Тр2 по цепи 5 Тр2 («+») – диодный мост Д5…Д8 – 2в (2П2) – «+4ОВ» - нагрузка датчика – «- 40В» - Iв (IП2) – резистор R9 – 6 Тр2 («-») потечет ток прямого направления.
В цепи полуобмотки 6-7 Тр2 тока не будет т.к. транзисторы ПП3 и ПП4 закрыты.
В следующий полупериод (участок вс рис.1.16) откроются транзисторы ПП3 и ПП4 (7 и 9 Тр1 – отрицательный потенциал), а транзисторы ПП1 и ПП2 закроются.
В этом случае со вторичной обмотки трансформатора Тр2 потечет ток по цепи: 7 Тр2 («+») - диодный мост Д9…Д12 – транзисторы ПП3 и ПП4 – диодный мост Д9…Д12 – 2в (2П2) – «+4ОВ» - нагрузка датчика – «-4ОВ» - Iв (1П2) – резистор R9 – 6 Тр2 («-») также в прямом направлении.
При активной нагрузке (cos φ=1) напряжение на нагрузке (Uвых) датчика имеет форму двухполупериодной пульсации (рис.1.16).
Среднее значение напряжения на нагрузке равно:
При cosy<1 напряжения на вторичных обмотках трансформатора напряжения Тр1 (Uф) не совпадают по фазе с напряжением на вторичной обмотке согласующего трансформатора Тр2 (U=Iф).
На участке od (рис. 1.17 и 1.18) ток и напряжение находятся в противофазе. На концах вторичных обмоток 12 и 14 трансформатора Тр1 имеется отрицательный потенциал – транзисторы ПП1 и ПП2 открыты.
В этом случае (для участка od) ток со вторичной обмотки Тр2 потечет по цепи: 6 Тр2 («+») – резистор R9 – Iв (1П2) – «-» - нагрузка датчика – «+» - 2в (2П2) – диодный мост Д5…Д8 – 5 Тр2 («-») в обратном направлении.
На участке dв ток и напряжение находятся в фазе. Транзисторы ПП1 и ПП2 открыты.
Ток со вторичной обмотки Тр2 потечет по цепи: 5 Тр2 («+») – диодный мост Д5…Д8 – транзисторы ПП1 и ПП2 – диодный мост Д5…Д8 – 2в (2П2) – «+» - нагрузка датчика – «-» - Iв (1П2) – резистор R29 – 6 Тр2 («-») в прямом направлении.
Аналогично для участков ве и ес, но только при этом открыты транзисторы ПП3 и ПП4.
Для участка ве: 6 Тр2 («+») – резистор R9 – Iв (1П2) – «-» - нагрузка датчика – «+» - 2в (2П2) - диодный мост Д9…Д12 - транзисторы ПП3 и ПП4 - диодный мост Д9…Д12 – 7 Тр2 («-») – ток обратного направления.
При cosy<1 среднее значение напряжения на нагрузке датчика (Uвых датчика) будет меньше, чем при cosy=1 (рис. 1.17 и 1.18)
Таким образом, напряжение на нагрузке датчика пропорционально активному току.
Характеристика выхода датчика приведена на рис.1.19
Блок времени УТЗ-БВ (рис 1.20) состоит из:
а) трансформатора питания с тремя выпрямителями стабилизированного источника питания;
б) четырех эммитерных повторителей;
в) трех триггеров Шмита;
г) двух формирователей выдержки времени;
д) двух выходных триодных тиристоров;
е) двух электромеханических реле;
ж) магнитного усилителя.
Магнитный усилитель служит для разделения входов и усиления сигнала, поступающего в формирователь выдержки времени.
Магнитный усилитель УМ является однокаскадным, одноконтактным усилителем с выходом на постоянного токе, с внешней отрицательной обратной связью (обмотка обратной связи WI-2).
При отсутствии тока в обмотке управления W3-4, поле, создаваемое обмоткой смещения W5-6, запирает магнитный усилитель. При появлении тока управления магнитный усилитель открывается и выдает сигнал на первый формирователь выдержки времени.
Характеристика выхода магнитного усилителя приведена на рис. 1.19
Величину минимального тока, при котором срабатывает УТЗ-1М, и начальную выдержку времени можно изменять. Эти параметры устанавливаются перед включением устройства в работу.. величина минимального тока срабатывания устанавливается потенциометром R1, начальная выдержка времени при этом токе – потенциометр R3, а минимальный ток отсечки – потенциометром R7.
При достижении выходным напряжением блока УТЗ-ДА величины, достаточной для пробоя стабилитрона Д22, последний пробивается и на вход первого триггера Шмита (на базу транзистора ПП2) через первый эммитерный повторитель (транзистор ПП1) поступает сигнал. Триггер изменяет свое состояние (транзистор ПП2 открывается, а транзистор ПП3 закрывается) и с выхода его поступает сигнал на второй эммитерный повторитель (транзистор ПП4).
Отрицательный потенциал, снимаемый с эммитерного повторителя (с резистора R19), запирает диод Д7; таким образом, заряд конденсатора С4 и С5 проходит по цепи первого формирователя выдержки времени под действием суммы напряжения UI, снимаемого с потенциометра R3, и напряжения U2, снимаемого с резистора R19, через стабилитрон Д5, Д6, конденсатор С4 или С5, резистор R4.
Конденсатор С4 или С5 стремится зарядиться до напряжения, равного сумме напряжений UI и U2, с постоянной времени:
Т=С4(R19+R4+RД5+RД6)
Но при достижении на конденсаторе величины напряжения, равной напряжению U2, диод Д7 открывается и заряд конденсатора прекращается. Таким образом, конденсатор заряжается по начальному участку экспоненты до напряжения выхода второго эммитерного повторителя.
При изменении величины тока нагрузки генератора изменяется напряжение UI, при этом время заряда конденсатора С4 или С5 до постоянного напряжения U2 тока изменяется (рис. 1.21).
Чем больше ток нагрузки генератора, а, следовательно, больше и напряжение UI, тем меньше выдержка времени устройства (рис.1.21).
Стабилитроны Д5 и Д6 включены в схему для смещения характеристики выдержки времени устройства по оси токов.
Зависимость выдержки времени срабатывания первой ступени от тока нагрузки показана на рис. 1.22, где сплошными линиями показаны характеристики при максимальной постоянной времени
RC=[R*4+R19+RзавII (R2+Rзас)] (C4+C5),
R*4=20ком; R19=5, 6ком; R2=510ом,
Rзав, Rзас – величина, зависимая от положения движка потенциометра R3, С4=50 мкф, С5=100 мкф (приложение 6), а пунктирными – характеристики при минимальной постоянной времени
RC=[R*4+R19+RзавII (R2+Rзас)] C4