Лабораторная работа по энергоснабжению.

Лабораторная работа №8
Тема: исследование выпрямительного устройства ВБВ
Цель: Изучит технические характеристики выпрямителя с бестрансформаторным входом ВБВ 60/25-2к, ВБВ 48/30-2к, ВБВ 24/50-2к

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
1.1 Назначение
Выпрямители предназначены для электропитания аппаратуры связи и других потребителей постоянным током напряжением 60, 48 и 24 В соответственно.
1.2 Технические данные
Выпрямители должны эксплуатироваться в закрытых отапливаемых и вентилируемых помещениях с температурой окружающего воздуха от +5 до +40° С и относительной влажностью воздуха до 98 % (при температуре +25 °С) при отсутствии в окружающем воздухе вредных примесей, вызывающих коррозию (исполнение УХЛ, категория 4.2 по ГОСТ 15150-69).
Основные технические данные выпрямителей представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1

Основные параметры
Тип выпрямителя


ВБВ
60/25-2к
ВБВ
48/30-2к
ВБВ
24/50-2к

1. Напряжение питающей сети, В
13 EMBED Equation.3 1415
(125(5)-176) со снижением мощности

2. Частота питающей сети, Гц
50±2,5

3. Номинальное выходное напряжение, В
60
48
24

4. Диапазон регулирования выходного напряжения, В
54-72
43-56
21,5-28

5. Максимальный ток нагрузки, А
25
30
50

6. Нестабильность выходного напряжения при изменении напряжения сети на +20% и тока нагрузки от 0 до 1НОм, %
1

7. Максимальная выходная мощность, Вт
1800
1700
1400

8. Пульсация выходного напряжения, мВ, не более:
- псофометрическое значение;
- в полосе частот до 300 Гц
- в полосе частот от 300Гц до 150 кГц


2
50
7

9. КПД, не менее
0,9

10. Коэффициент мощности, не менее
0,99

11. Габаритные размеры, мм
324x135x405

12. Масса, кг
12,0


Примечание: Выпрямители могут изготавливаться с платой ограничения мощности, позволяющей работать в диапазоне сети (125+5 - 290) В с пропорциональным уменьшением максимальной выходной мощности при напряжении сети ниже рабочего диапазона.
Схема управления и автоматики ВБВ обеспечивает:
стабилизацию и регулировку выходного напряжения методом широтно-импульсной модуляции;
стабилизацию напряжения на выходных шинах (клеммах) УЭПС, СУЭП или непосредственно на удаленной нагрузке;
ограничение тока нагрузки;
защиту транзисторов преобразователя от перегрузок по току;
задержку включения и плавный запуск ВБВ;
выключение ВБВ при изменении напряжения сети больше допустимых пределов;
ограничение мощности при понижении напряжения сети переменного тока ниже 176 В;
защиту от повышения напряжения на выходе ВБВ: селективную (при неисправности ВБВ) и при повышении напряжения на шинах нагрузки;
световую и дистанционную (только при аварийном выключении ВБВ) сигнализацию;
перевод ВБВ в режим заряда аккумуляторной батареи;
деление токов нагрузки между выпрямителями, включенными параллельно;
возможность изменения выходного напряжения при подаче внешних сигналов на входной разъем;
защиту от токов короткого замыкания;
защиту от перегрева радиаторов выше заданной температуры (по мере остывания радиаторов ВБВ опять включается);
возможность включения теста для ориентировочной проверки емкости аккумуляторной батареи (батарейный тест). По команде схемы автоматики шкафа (стойки) ЭПУ выпрямители автоматически понижают выходное напряжение до заданной величины, аккумуляторная батарея разряжается, подсчитываются А/ч и по достижении заданного напряжения выпрямители возвращаются в исходное состояние;
возможность включения термокомпенсации. Включение термокомпенсации на выпрямителе (при наличии платы термокомпенсации в шкафу (стойке) ЭПУ обеспечивает изменение выходного напряжения выпрямителя при изменении температуры на аккумуляторной батарее.

1.3 Состав выпрямителя, назначение основных частей

Структурная схема выпрямителя приведена на рисунке 1.1, структурно-электрическая - на рисунке 1.2.


Рисунок 1.1.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Входной фильтр радиопомех 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, транзисторов V5h V6, конденсатора С1, 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 синусоидой, 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 С1 и строго синусоидальную форму (форму входного напряжения сети переменного тока) тока, потребляемого от сети, что обеспечивает cos ( близким к 1.
Реле К1 и резистор R1 обеспечивают плавный заряд конденсатора С1 в момент включения выпрямителя, т.е. обеспечивается плавное нарастание пускового тока.
Преобразователь преобразует постоянное напряжение 400 В в импульсное напряжение высокой частоты (40 - 50 Гц).
Преобразователь условно состоит из ключевого транзисторного моста V8...V11, трансформатора тока ТТ, силового трансформатора Т1, выпрямительных диодов VI2, VI3, 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 Т1 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 80 кГц.

1.4 Работа выпрямителя и его составных частей

Напряжение сети переменного тока через фильтр радиопомех подается на диодный мост VI. Выпрямленное напряжение через контакт реле К1 и 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 400 В 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).

1.5 Конструкция выпрямителя.

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, входной и выходной фильтры радиопомех, а также реле коммутации дросселя корректора мощности, входной предохранитель и другие элементы.
Плата контроллера расположена над платой преобразователя. Правая сторона выпрямителя закрывается заглушкой. На передней панели выпрямителя расположены плата индикации (индикатор), плата сигнализации со светодиодами и ручка.
2. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Выпрямители могут работать в составе устройств электропитания типа УЭПС, СУЭП и др. При работе выпрямителей, включенных параллельно в буфере с аккумуляторной батареей или без нее, рекомендуется выходы выпрямителей соединять через предохранители или автоматические выключатели согласно рисунку 2.1.
Количество параллельно работающих выпрямителей не ограничивается.
При параллельной работе выпрямители по входу могут подключаться как к однофазной сети, так и к разным фазам трехфазной сети переменного тока




Рисунок 2.1

3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Выпрямители ВБВ 60/25-2к, ВБВ 48/30-2к, ВБВ 24/50-2к 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.

3.1 Указание мер безопасности.

3.1.1 При настройке и эксплуатации выпрямителей необходимо соблюдать правила техники безопасности для электроустановок с напряжением до 1000 В.
3.1.2 Перед проведением работ для обеспечения безопасности персонала необходимо заземлить корпус выпрямителя и стойки электропитания.
3.1.3 Подключение соединительных разъемов, печатных плат и приборов производить при выключенном напряжении сети.
3.1.4 При замене элементов на печатных платах необходимо принимать меры по защите от статического электричества.
3.1.5 Для замены элементов на печатных платах использовать паяльник на напряжение не выше 36 В.
3.2 Подстройка параметров выпрямителя.
3.2.1 Установленные параметры

Завод-изготовитель выпускает выпрямители, настроенными на следующие значения, указанные в таблице 3.1
Таблица 3.1

Параметры
Тип выпрямителя


ВБВ
60/25-2к
ВБВ
48/30-2к
ВБВ
24/50-2к

Выходное напряжение, В @ t=20° С
68±0,25
54,25+0,2
5
27,24+0,1
5

Выходное напряжение, В @ t=30° С
66,8
53,3
26,75

Выходное напряжение, В @ t=10° С
69,2
55,2
27,72

Напряжение заряда, В
70,5+0,25
56,4
28

Напряжение селективной защиты, В
74
58
28,8

Ток ограничения, А
25
30
50


Выходное напряжение, установленное заводом-изготовителем, выбиралось из расчета напряжения содержания (напряжения непрерывного подзаряда) аккумуляторной батареи 2,27 В/Э для 30, 24 и 12 элементов соответственно.
Если на месте эксплуатации имеется аккумуляторная батарея с другим количеством элементов или напряжение содержания аккумуляторной батареи не 2,27В/Э, то необходимо подрегулировать выходное напряжение выпрямителя.
3.2.2 Регулировка выходного напряжения
Выходное напряжение выпрямителя на месте эксплуатации можно подрегулировать (при необходимости) переменным резистором «НАПРЯЖЕНИЕ», расположенным на передней панели выпрямителя (точная регулировка), см. рисунок 1.3.
Изменение диапазона выходного напряжения (при необходимости) производится джамперами на разъеме с правой стороны выпрямителя (грубая регулировка), см. рисунок 1.3.
Диапазоны выходного напряжения (ориентировочные) в зависимости от положения джамперов даны в таблице 3.2
Таб л и ца3.2

Тип
выпрямителя
Определяющие джамперы
Установка джамперов
Выходное
напряжение,
Uвых, в

ВБВ 60/25-2к
ВБВ 48/30-2к

нет
66... 72



J5
60...67



J6
53...60


J3, J5, J6
J5 + J6
47...54



J3 + J5 + J6
42...48

ВБВ 24/50-2к

J5
нет
24...31



J5
18...25


3.2.3 Регулировка напряжения заряда
Для герметизированных аккумуляторных батарей, а также типа OPzS и др. наилучшим режимом заряда является режим непрерывного подзаряда, т.е. аккумуляторная батарея заряжается при напряжении содержания.
В ЭПУ, где установлено устройство индикации тока типа УИТ или другой контроллер, следящий за током заряда, выпрямитель может включаться в режиме заряда (если это допускает аккумуляторная батарея) и по мере заряда аккумуляторной батареи переходить в режим содержания.
Завод-изготовитель устанавливает напряжение заряда из расчета 2,35 В/Э. При необходимости на месте эксплуатации можно подрегулировать уставку этого напряжения резистором «ЗАРЯД» на правой боковой стенке выпрямителя. В таблице 3.3 даны положения джамперов для выбора номинального напряжения.
Таблица 3.3
Тип выпрямителя
Номинальное напряжение, В
Установка джамперов

ВБВ 60/25-2к
60
J4

ВБВ 48/30-2к
48


ВБВ 24/50-2к
24
нет

Примечание: в ВБВ 24/50-2к джамперы J1J4 и J6 на работу выпрямителя не влияют.

3.2.4 Регулировка ограничения тока
Ограничение выходного тока при необходимости регулируется в пределах (20...35) А для ВБВ 60/25-2к, ВБВ 48/30-2к и (4555)А для ВБВ 24/50-2к резистором «ОГРАН.ТОКА» на правой боковой стенке выпрямителя.
3.2.5 Регулировка защиты перенапряжения (селективная защита)
Завод-изготовитель устанавливает срабатывание защиты перенапряжения из расчета 2,4...2,46 В/Э соответственно для 30, 24 и 12 элементов аккумуляторной батареи.
На месте эксплуатации защиту перенапряжения (селективную защиту) при необходимости можно подрегулировать резистором «ЗАЩИТА ПЕРЕНАПРЯЖ.». На правой боковой стенке выпрямителя.
Защита от повышения напряжения на шинах нагрузки устанавливается автоматически на (2±0,2) В выше селективной.
В таблице 3.4 указаны положения джамперов для выбора диапазона напряжения (только для 48 и 60 В номинального напряжения) при настройке защиты перенапряжения
Таблица 3.4
Тип выпрямителя
Определяющие джамперы
Установка джамперов
Диапазоны выходного напряжения

ВБВ 60/25-2К
ВБВ 48/30-2К


J1,J2
Нет
(30 элементов)
Uсел = (68...75) В Uобщ = (70...77) В



J2
(28 элементов)
Uсел = (64...70) В Uобщ = (66... 72) В



J1+J2
(24 элемента)
Uсел = (55...60) В Uобщ = (57... 62) В


3.2.6 Возможность включения батарейного теста и термокомпенсации
Батарейный тест и термокомпенсация работают в выпрямителе только при наличии в шкафу (стойке) ЭПУ схемы включения батарейного теста и платы термокомпенсации.
В таблице 3.4 указаны положения джамперов для включения в работу батарейного теста (БТ) и термокомпенсации (ТК).


















Таблица3.4

Тип выпрямителя
Определяющие джамперы
Установка джамперов
Состояние

ВБВ 60/25-2к
ВБВ 48/30-2к
ВБВ 24/50-2к

J7,J8
нет
БТ и ТК отключены.



J7
БТ включен,
ТК можно включить.



J7 + J8
БТ и ТК включены


4. ТИПОВЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Типовые неисправности и методы их устранения приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Описание
неисправности
Возможные причины
Указания по устранению

Отсутствует напряжение на выходе выпрямителя, горит светодиод «АВАРИЯ»

Сработала защита от повышения выходного напряжения
Выключить выпрямитель и включить его. При повторном срабатывании обратиться в сервисный центр или на завод-изготовитель. Проверить положение джамперов и резистора «ЗАЩИТА ПЕРЕНАПРЯЖ.» на правой стенке выпрямителя.


Неисправность в корректоре коэффициента мощности
Обратиться в сервисный центр или на завод-изготовитель


Неисправность выпрямителя
Обратиться в сервисный центр или на завод-изготовитель

Отсутствует напряжение на выходе выпрямителя, горит светодиод «АВАРИЯ СЕТИ»
Напряжение сети выше или ниже допустимого
Проверить напряжение сети

Напряжение на выходе выпрямителя ниже номинального
Работает ограничение тока
Проверить цепи нагрузки и положение резистора «ОГРАН.ТОКА» на правой стенке выпрямителя.

Выпрямитель включается и тут же выключается и так происходит в течение длительного времени
Работает защита по току
Проверить цепи нагрузки на выявление короткого замыкания


К отчету.
Ответить на контрольные вопросы


Рисунок 1.2.



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc lab_vbv.doc
    Размер файла: 200 kB Загрузок: 15