Роджеро Н.И. Cправочник судового электромеханика и электрика

Подождите немного. Документ загружается.

Т а б л н ц а

12-14.

Неисправности щелочных аккумуляторных батарей

способы

их

устранения

Признаки

неисправности

Причины-

Способы

устранения

Пониженная

емкость

Ненормальное

напряжение:

слишком

низкое напряже-

ние

при

разомкнутой цепи;

слишком

высокое

при

заря-

де и

низкое

прн

разряде

слишком низкое

при

заря-

де и

разряде

Ненормальное

выделение

га-

зов:

при

заряде

одном элемен-

те

газообразования

не

про-

исходит,

в то

время

как в

других элементах

оно

про-

исходит нормально;

вспенивание

электролита

при

заряде

Плотность электролита

слишком мала

Сильный

нагрев аккумулято-

ра и

зажимов

Быстрое образование солей

Выпучивание

стенок сосудов

283

Электролит

работает

слиш-

ком

долго

Систематический недозаряд

Примеси

электролите

Применение

электролита

без

едкого лития

Утечка тока

Систематические

глубокие

разряды

Работа

при

повышенных тем-

пературах

(более

+35

н-

-г-

+40 °С)

Короткое замыкание

течка

Плохие контакты, плохо

привернутые

гайки

или

нечи-

стая поверхность контактов

Внешнее

или

внутреннее

ко-

роткое замыкание

Чрезмерное накопление

осадков, дошедшее

до

пластин

Аккумулятор

глубоко разря-

жен

(напряжение ниже

0,5 В)

вследствие малой емкости

Короткое замыкание

акку-

муляторе

Примеси

электролите

Электролит долго

работает

Систематическая

доливка

водой

Чрезмерный

ток

заряда

или

разряда из-за короткого замы-

кания

цепи

Передача теплоты

от

нагре-

тых

зажимов

из-за

плохого

контакта

Электролит

не

покрывает

пластин

Слишком

высокий уровень

электролита

Повышенная

плотность

электролита

Просачивание

электролита

около

выводов

Недостаточное смазывание

Поврежден клапан

вентиль-

ной

коробки

Заряд

производится

при за-

крытых

пробках

Сменить

электролит

Длительные

перезаряды

Сменить

электролит

Сменить

электролит

Улучшить

изоляцию

Длительные перезаряды

Сменить

электролит

экс-

плуатировать

соответствии

инструкцией

завода-изготови-

теля

Устранить

короткое замыка-

ние

Улучшить

изоляцию-^

Привести

порядок контак-

Устранить короткое замыка-

ние

Удалить засорение между

элементами

Заменить

аккумулятор

Необходима проверка акку-

мулятора. Если напряжение

при

заряде

разряде

мало,—

заменить аккумулятор

Сменить

электролит

Частично

или

полностью

за-

менить

электролит

Устранить

короткое замыка

ние

Подвинтить

гайки

Долить

необходимое

коли-

чество электролита

или

воды,

если плотность электролита

выше

нормальной

Установить

нормальный уро-

вень

Установить нормальную

плотность

Проверить

сальники

на вы-

водах,

подвернуть нажимные

гайки

Очистить

от

соли, смазать

вазелином

Исправить

или

заменить кла-

пан

Заряжать аккумуляторы

при

открытых

пробках.

обоих

случаях

разрядить

аккумуля-

•

г"

V-

.'-

. -

,/|

~-f

. '

С·

*·

**"·*-'

-ν-ί

Окончание

табл.

ί2-ί4

Признаки

неисправности

Причины

Способы

устранения

Чрезмерный

нагрев

электро

лита

Выделение

пены

из

аккуму

лятора

Плохие условия охлаждения

Большое значение тока

Замыкание

между

электро

дами

внутри аккумулятора

Электролит

содержит

орга

ннческие

примеси

тор

до 1 В,

вылить электролит

осторожно

зажать

аккумуля-

тор

тисках между двумя

де-

ревянными

досками.

процес-

се

последующего заряда сле-

дить

за

напряжением

аккуму-

лятора

Улучшить

вентиляцию

Выключить

аккумулятор,

дать

ему

остыть, продолжать

работу

при

нормальном

значе-

нии

тока

Если

устранить короткое

за-

мыкание

невозможно, заменить

аккумулятор

Сменить электролит,

восста-

новить

емкость

&F5

MQ8

Рис.

12-3. Схема

от

судовой сети

заряда

стартерной

батареи

На

рис. 12-3 представлена схема заряда

,сгартерной

батареи

от

судовой

сети.

Включе-

ние

батареи

на

заряд производится нажатием

кнопки

S/,

результате

чего получает пита-

ние

линейный контактор

/С/,

имеющий

своей

цепи резистор

RJ.

Через

добавочный

резистор

получает питание катушка напряжения

реле

обратного тока

К2.

Линейный контактор

замыкает контакты

/С/

главной сети

под-

ключает аккумуляторную

батарею

на

заряд

через резистор

Λθ,

пойощью

которого регу-

лируется

значение

тока.

Отключение произ-

водится нажатием кнопки

S2.

Защита

от об-

ратного тока

осуществляется

реле

К2,

которое

при

изменении

направления

тока

цепи раз-

мыкает свои контакты

цепи катушки линей-

ного

контактора

/С/.

На

рис. 12-4 приведена

принципиальная

яв

U-i—,*C»J

батари&ё

хггг—

-KU-J

К1

Рис. 12-4. Схема зарядной станции

полупро-

водниковыми

выпрямителями

схема зарядной станции

полупроводниковы-

ми

выпрямителями. Включение аккумулятор-

ной

батареи

на

заряд производится вручную

нажатием

кнопки

При

этом катушка кон-

тактора

К1

получает питание через

замыкают

щий

контакт реле напряжения

KV*

который

замкнут

при

номинальном напряжении

на

шинах

ГЭРЩ.

цепи батарей замыкаются

за-

мыкающие контакты

/С/

размыкается размы-

кающий

контакт

/СУ.

Батареи включены

в ре-

жим

заряда.

При

исчезновении напряжения

на

шинах ГЭРЩ реле

К V

размыкает свой кон-

такт

цепи линейного

контактора

/С/.

Послед-

ний

размыкает

Замыкающие

контакты

/С/

замыкает размыкающий контакт

/С/,

переклю-

чая

таким образом батарею

на

разряд.

При

этом

батарей

включены

последовательно.

»-.

. - --

Глава

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

ПРИБОРЫ

СТАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

ПРИБОРЫ

Общие сведения. Полупроводниковые при-

боры

—

группа электронных приборов,

в ко-

торых используется перемещение

электричес-

ких

зарядов

кристаллических

веществах.

Энергетические электронные уровни ато-

мов

твердого

тела образуют энергетические

зо-

ны:

валентную зону, которая является сово-

купностью энергетических уровней валент-

ных

электронов

(расположенных

на

внешних

орбитах атома); зону проводимости, которая

является совокупностью

более

высоких

энер-

гетических уровней свободных электронов;

запрещенные зоны, которые

находятся

меж-

ду

нормальной зоной

зоной

проводимости.

Проводник характеризуется отсутствием

запрещенных

зон,

диэлектрик

—

наличием

значительных

запрещенных зон;

для

полупро-

водников запрещенные зоны невелики. Элек-

тронная

проводимость полупроводника появ-

ляется, если

нему извне подвести энергию,

достаточную

для

перехода электрона через

запрещенную

зону.

Дыркой условно называют

место,

которое

как бы

образуется

при

освобождении

электро-

на;

так как

дырка

обладает

положительным

зарядом, равным

по

значению заряду элек-

трона,

то она

присоединяет

себе электрон

соседней связи; этот процесс повторяется

дырка перемещается

по

кристаллу,

что

равно-

сильно перемещению положительного заряда.

Проводимость полупроводников обуслов-

лена перемещением

как

свободных электро-

нов

—

носителей отрицательных (негативных)

зарядов,

так и

дырок

—

положительных (по-

зитивных)

зарядов.

Проводимость полупроводника

склады-

вается

из

электронной (типа

л) и

дырочной

(т ипа р).

Полупроводники

преобладанием

электронной проводимости называются полу-

проводниками типа

п,

полупроводники

пре-

обладанием дырочной проводимости

—

типа

р.

Преобладание одного типа проводимости

над

другим достигается путем введения

в по-

лупроводник атомов других веществ

—

приме-

сей.

Электронно-дырочный

переход,

или

р-л-пе-

реход,

является областью

на

границе

двух

полупроводников

различными типами элек-

тропроводности.

Полупроводниковым диодом называется

двухэлектродный полупроводниковый

при-

284

бор,

состоящий

из

кристалла полупроводника

р-п-переходом

двух

выводов.

Благодаря двухслойной структуре типа

р-и,

диод

обладает

резко выраженным свой-

ством односторонней проводимости: хорошо

проводит

ток при

подключении напряжения

прямом

направлении

(прямое напряжение)

плохо проводит

ток при

подключении

в об-

ратном

(обратное напряжение).

Силовые

кремниевые неуправляемые диоды

серии

В.

Диоды

указанной серии применяются

электрических

установках

при

частотах

от

50 до 400 Гц.

Диоды

рассчитаны

для

работы

при

естественном

воздушном принудитель-

ном

охлаждении.

Их

нормальная работа обес-

печивается

при

температуре окружающего

воздуха

от

—50

до 40 °С.

основным параметрам силовых диодов

относятся следующие:

предельный

ток —

максимально допусти-

мое

среднее

за

период

значение

тока, длитель-

но

протекающего через прибор

при

включе-

нии

его в

однофазной

полупериодной

схеме

активной

нагрузкой

при

частоте

50 Гц,

сину-

соидальной

форме тока,

угле

проводимости

180°

максимально допустимой температуре

структуры;

обратный

ток — ток

(амплитудное значе-

ние),

проникающий

через прибор

при

при-

ложении

нему обратного напряжения;

повторяющееся напряжение

—

макси-

мально допустимое мгновенное значение

на-

пряжения,

прикладываемого

прибору

пря-

мом

закрытом

или

обратном

направлении;

прямое

падение напряжения

—

мгновенное

значение напряжения

на

приборе

при

прохо

дении

через него прямого

тока,

равного

амп->

литудному значению

однофазной

однополу-

периодной

схеме;

время включения

—

интервал времени,

течение которого тиристор благодаря прило-

жению

отпирающего импульса управления

переключается

из

закрытого состояния

в от-

крытое;

отпирающее напряжение

—

напряжение

на

управляющем электроде, которое

необхо·

димо

для

того,

чтобы протекал отпирающий

ток

управляющего электрода;

отпирающий

ток —

наименьший

ток

управ-

ляющего электрода,

необходимый

для

пере-

ключения

тиристора

из

закрытого

состряния

открытое.

Повторяющееся

напряжение

определяет

класс

прибора.

Каждому классу прибора

со-

Таблица

13-1.

Технические

данные

неуправляемых

кремниевых

диодов

серии

Параметр

диода

Значение

параметра

для

диода

ιΟ

сч

•

сч

Предельный

ток с

типовым

охладите-

лем,

А,

при:

температуре

ох-

лаждающего

воздуха

°С

скорости

об-

дува,

м/с:

Повторяющееся

напряжение,

Прямое падение

напряжения

(ампли-

тудное

значение),

В,

не

более

Прямое падение

напряжения

(среднеее

значение),

В, не бо-

лее

Рекомендуемое

ра-

бочее

напряжение,

Обратный

ток и ток

утечки,

мА, не

более

Максимально допу-

стимая

температура

структуры,

°С

J80

от

150 до

1500

зависимости

от

класса

320

1,35

0,6

1,3

0,6

1,35

0,6

1,35

0,6

1,6

0,7

от

65 до

1070

зависимости

от

класса

НО

140

ответствует

определенное значение реко-

мендуемого

рабочего

напряжения

(в

дейст-

вующей

настоящее

время документации

вместо

номинального напряжения введен

па-

раметр «рекомендуемое рабочее

напряжение»).

Устройство

кремниевых

диодов

серии

В,

Основу

диодов

составляет

кремниевая двух-

слойная

р-л-структура,

заключенная

в не-

разборный герметичный

корпус

из

металла

стекла,

предохраняющий

ее от

влияния внеш-

них

воздействий.

Анодом является гибкий медный провод

наконечником,

изолированный

от

корпуса

стеклянным изолятором,

катодом

—

медное

основание корпуса, имеющее

резьбовую

часть

ввинчивания

вентиля

медный

или

силуми-

новый

охладитель.

Электронно-дырчатые

пе-

реходы

диодов

серии

образуются

диффузией

примесей

бора

алюминия

монокристалли-

ческую пластину электронного

кремния

(рис. 13-1).

Для

обеспечения необходимой механичес-

кой

прочности монокристаллическая

кремние-

вая

пластина

припаивается

помощью спе-

циальных

припоев

термокомпенсирующим

вольфрамовым пластинкам (дискам)

тол-

щиной

1,2—1,4мм,

которые

предварительно

покрывают никелем. Полученный вентильный

элемент

вольфрам

—

монокристалл

—

воль-

фрам припаивают

одной стороны

медному

основанию

выполненному

виде

шести-

гранника,

а с

другой

— с

помощью гибкого

контакта (канатика)

через

чашечку

сое-

диняют

наружным гибким

выводом

10.

Гер-

метичный

корпус,

состоящий

из

основания

крышки

14,

обеспечивает механическую

за-

щиту вентильного элемента

необходимый

отвод

теплоты

от

него.

Для

более

эффектив-

ного

отвода

теплоты

основание

изготовляют

из

меди.

конструкциях вентилей применяют

крышки

из

металла

стекла,

которых один

из

выводов

изолируют

от

корпуса стеклянным

кольцом

7. К

внутреннему стальному стакану

соединенному

гибким контактом

припаи-

вается

медный стакан

9 с

наружным гибким

выводом,

который имеет

на

противоположном

конце контактный

наконечник

12.

Крышка

путем завальцовки

ее

стального стакана

сое-

диняется

основанием;

для

герметизации сое-

динения

канавке основания помещается

фторопластовое

уплотнительное

кольцо

Диоды

крепятся

на

охладителях шпильками

резьбой.

Технические данные неуправляемых крем-

ниевых

диодов

серии

приведены

табл.

13-1.

Эксплуатация

кремниевых выпрямителей.

Силовой кремниевый

диод

(вентиль) герме-

тичный

прибор;

его

распайка запрещена.

Не

допускается эксплуатация вентилей

при на-

личии

воздухе токопроводящей

пыли

или в

химически

активной

среде.

Необходимо

пе-

Рис. 13-1. Устройство вентилей серии

В:

—

основание

вентиля;

2 —

фторопластовое

уплот-

нительное

кольцо;

3 —

вольфрамовые

диски:

4 —

монокристаллическая кремниевая

пластина;

5 —

гибкий медный канатик

(контакт);

6 —

стальной

стакан

крышки;

7 —

изолирующее

стеклянное

коль-

цо; 8 —

внутренний стальной

стакан;

--'

наружный

медный

стакан;

1Θ —

гибкий

вывод

(анод);

//~

шпилька

(катод);

—

наконечник:

чашечка;

—

крышка

вентиля

285

νΐ

Рис. 13-2.

Схемы

устройства

транзисторов:

—

типа

р-п-р;

б —

типа

п-р-п;

/»,

/к, /у

соот-

ветственно

токи

эмиттера;

коллектора,

управления

риодически очищать вентили

от

пыли,

дру-

гих

загрязнений.

Категорически запрещается стучать

по

корпусу

охладителю вентиля. Вентиль

нельзя

бросать.

случае выхода вентиля

из

строя

он

должен быть заменен

вентилем

тако-

го же

типа,

теми

же

параметрами.

При

установке кремниевых вентилей

не-

обходимо руководствоваться следующим.

За-

винчивать вентиль

радиатор

следует

без

чрезмерных усилий. Вентили должны быть

установлены так, чтобы ребра радиаторов

были

вертикальной плоскости

при

естест-

венном

охлаждении

или

параллельны потоку

воздуха

при

принудительном воздушном

ох-

лаждении.

Вентили

должны плотно прилегать

радиа-

тору.·

Чтобы

убедиться

плотности прилега-

ния

вентиля

радиатору, проверяют резьбо-

вое

отверстие

каждого радиатора.

Для

этого

отверстие

ввертывают калибр

проверяют

индикатором параллельность верхней части

калибра

выточки

на

радиаторе.

электрических устройствах вентили сле-

дует

располагать так, чтобы обеспечить бес-

препятственное охлаждение

их И

предохра-

нить

от

дополнительного перегрева соседней

аппаратурой.

При

установке

преобразова-

тельное

устройство должен быть обеспечен

надежный электрический

тепловой контакты

между

основанием вентиля

теплоотводом,

анодным

выводом

токоведущими

шинами.

Вентили одного типа могут включаться

по-

следовательно

при

условии

применения

вырав-

нивающих

устройств,

обеспечивающих

рав-

номерное распределение напряжения между

вентилями.

При

этом

значение

наибольшего

обратного

напряжения

на

последовательно

соединенных вентилях

должно

быть

выбрано

таким

образом, чтобы

при

установившихся

переходных режимах наибольшее

обратное

напряжение,

приходящееся

на

каждый

по-

следовательно

включенный

вентиль,

ие

пре-

вышало

его

номинального·

напряжения.

Вентили одного типа можно включать

па-

раллельно

при

условии

применения

выравнн-

Рис.

13-3.

Схема

устройства

тиристора;

анод;

К —

катод;

УЭ —

управляющий

электрод

2H8.-V

вающих

устройств.

При

атом

полный пря-

мой

ток

параллельно

включенных

вентилей

должен

быть

таким, чтобы

ни

один

из

венти-

лей не

нагружался током

больше

номиналь-

ного.

Во

всех режимах

работы

значения

но-

минального

тока, напряжения

наибольшей

допустимой

температуры

не

должны быть

вы-

ше

указанных

для

данного типа вентиля.

Вентили

допускают кратковременные,

не бо-

лее 10 с.

перегрузки

по

напряжению, равные

полуторакратному

номинальному напряже-

нию.

При

замене вышедших

из

строя вентилей

зарубежного

производства

отечественными

для

обеспечения достаточного запаса

эле'ктри-

ческой прочности необходимо выбирать вент

тили

по

обратному допускаемому напряже-

нию,

не

меньше

чем в 3,5

раза

превышаф-

щему

номинальное напряжение

на

обмотке

возбуждения синхронного генератора.

схеме,

где

используются силовые крем-

ниевые

вентили, необходимо предусмотреть

их

защиту

от

недштустимых

перегрузок,

токов

короткого

замыкания,

также

от

коммута-'

ционных

перенапряжений. Защита

от

комму~

тационных

перенапряжений осуществляется

включением

на

выходе

трансформатора,

сое-

диненного

кремниевыми вентилями, кон-

денсаторов

или

цепочки резистора

конден-

сатора

RC.

Транзисторы.

Транзистор

—

преобразо-

вательный полупроводниковый прибор

од-

ним

или

несколькими электрическими перехо-

дами. Наиболее распространенный транзистор

(полупроводниковый триод)

имеет

два

р-п-пе-

рехода.

Он

выполняется

на

основе трехслой-

ной

монокристаллической структуры типа

p-n-ρ

(рис.

13-2,

а) или

типа п-р-п

(рис.

13-2,

6).

Средний

слой

и его

электрод

называются

базой

(Б); один

из

крайних

слоев

вместе

впаянным

него электродом называ-

ется эмиттером (Э), другой

—

коллектором

(К).

Основным

свойством транзистора

явля*

ется

влияние тока

базы

на

ток,

протекающий

через транзистор (точнее через

коллектор)!

При

наличии

соответствующего

тока

транзистор пропускает коллекторный

т. е.

транзистор открыт.

При

этом

режия?

усиления незначительные изменения тока

ба-

зы

вызывают

значительные

изменения

коллек

торного

тока.

Транзисторы широко применяют

раз-

личных

отраслях электронной техники

схемах

усиления, генерации,

переключения,.

Технические

данные транзистора

приведены

табл.

13-2.

Тиристоры.

Тиристор

—

полупроводни-

ковый

диод,

имеющий

четырехслойную

струк-

туру типа

р-п-р-п

(или п-р),

образующую

р-л-перехода.

Тиристор, имеющий

вывода, называют

диодным

тиристором,

тиристор

тремя

вы-

водами

—

триодным тиристором

или

трини-

стором.

Трнодный тиристор

называют

также

управляемым переключающим диодом.

Четырехслойная

структура

тиристора

по-

казана

на

рис. 13*3.

Средние

слои

называются

i,.

ΐ--:

·.

"Ч

Таблица

13-2.

Основные данные

транзисторов

Группа

Тип

Коэффици-

ент

усиле-

ния

по

току

схеме

общим

эмиттером

Предельная

частота

усиления

по

току,

МГц.

Максима-

льно

допу

стимое

на

пряжение

коллек-

тор—эмит-

тер,

Максималь-

но

допусти-

мый

ток

коллектора,

мА

Максима-

льно

до-

пустимая

рассеива-

емая

мо-

щность,

Вт

Малой мощности

низкой

частоты

высокой

частоты

Средней

мощности

низкой

частоты

высокой

частоты

Большой

мощности

низкой

частоты

средней

частоты

высокой

частоты

ГТ109А

ГТ310А

ГТ

403А

КТ

604

ГТ701А

КТ805А

КТ903А

20—50

20—70

20—60

10—40

15—70

160

0,05

120

250

160

1,25-Ю

200

12-I0

5-Ю

3-Ю

0,03

0,02

0,6

0,8

р- и

л-базовыми,

крайние

слои—р-

«-пе-

реходами. Крайние электронно-дырочные

пе-

реходы

называют эмиттерными,

средний

пе-

реход

—

коллекторным.

Электрод,

осущест-

вляющий

связь

внешней

я-областью,

назы-

вают

катодом

(К),

а с

внешней

/?-рбластью

—

анодом

(А).

внутренней

^-областью

(р-ба-

зой) соединен управляющий электрод

(УЭ).

Эмиттерные

электроды являются силовыми,

базовый

—

управляемым. Регулирование тока

силовой цепи производится изменением

то-

ка

цепи управления. Устройство триодного

Таблица

13-3.

Технические

данные

управляемых кремниевых

диодов

(тиристоров)

серии

-в

-С

Τ25

Γ50

поо

ΙΊ60

Γ250

Γθ20

FSOO

ϊ-ί.

Предельный

ток.

А,

при

тем-

пературе

охлаждающего

воздуха

"С

скорости

обдува,

м/с

200

195

210

450

100

140

220

250

490

Повторяю-

щееря

на-

пряжение,

*·

^Β·Κ

50—1200

100—2200

100—1600

100—

1600

Прямое

падение напряжения,

В,

не

более

среднее

значение

0,85

0,77

0,85

0,75

1,0

0,9

амплитудное

значение

1,9

1,75

1,95

1,75

2,3

2,1

ι|

со

5"*

к χ

СХЖ

Л X

О.о

>»

β|ϊ

5 и

О.

Sf^

125

Продолжение

табл.

13-3

Тип

тири-

стора

Т25

Т50

Т100

Т160

Т250

Т320

Т500

Параметры

цепей управления

Отпирающий

ток

управления,

А,

не

более,

при

температуре,

°С

-50

0,45

0,6

0,8

0,15

0,3

0,4

max

0,1

0,15

0,2

0,28

Отпирающее

напряжение

управления.

В,

не

более,

при

температуре.

°G

-«о

2δ

7,5

11,5

11,0

9,0

5,0

7,0

6,0

5,0

6,0

3,5

4,0

3,5

3,0

4,0

Ά·'

кумулятгоУных

батарей,

питания различных

судовых потребителей, требующих стабили-

зированного напряжения постоянного

тока,

питания

установок

катодной защиты,

питания

электроприводов постоянного тока

возбуди-

телей. Назначение выпрямительного

агрегата,

его

выходная мощность

напряжение входят

обозначение типа.

Основные данные агрегатов приведены

табл.

13-4.

Рис.

13-4.

Устройство

триодного

тиристора;

—

область

рь

2 —

вывод

анода;

3 —

область

п\\

—

вывод

управляющего

электрода;

5 —

область

;

6 —

область

пг\

7 —

кристаллодержатель;

8 —

металличе-

ский

вывод

катода

·<

тиристора показано

на

рис. 13-4.

Тиристоры

применяются

как

быстродействующие

бес-

контактные

выключатели,

также

схемах

регулируемых выпрямителей. Технические

данные тиристоров приведены

табл.

13-3.

СУДОВЫЕ КРЕМНИЕВЫЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

(ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ)

Эти

агрегаты представляют собой стати-

ческие преобразователи переменного тока

постоянный

предназначены

для

зарядки

ак-

ЛОГИЧЕСКИЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

Общие сведения. Логические элементы

имеют широкое применение

системах

судовой

автоматики. Возможность расчленить

слож-

ные

функции контура автоматического управ-

ления

на

простейшие операции позволяет

применять

так

называемые логические

эле-

менты, каждый

из

которых выполняет только

одну простейшую операцию.

Сигналы,

поступающие

на

вход

логического

элемента

получаемые

на его

выходе, имеют

только

значения:

высокое

низкое.

Сигнал

высокого уровня, значение которого

при-

близительно равно напряжению

на

положи-

тельном полюсе питания, называется логичес-

кой

единицей (обозначается

«1»),

сигнал

низ-

кого

уровня,

значение

которого приблизитель-

но

равно

напряжению

на

отрицательном полю-

Таблица

13-4.

Параметры

судовых

стабилизированных выпрямительных

агрегатов

Тип

агрегата

ВАКС2,

75—30

ВАКС2,

75—115

ВАКС2,

75—230

ВАКС7—

ВАКС10,

5—30

ВАКС

17,

5—30

ВАКС7—

230

ВАКС7—

115

ВАКС2,

75—230

ВАКС4,

5—30

ВАКС

1—30

ВКС2—

28,5

ВКС4—

28,5

ВКС2,

5—115

ВКС2,

5—230

ВКС5—

115

ВКС5—

230

ВКС10—

115

КС

10—

230

ВАКСВ25—

ВАКЭС295—

330

ВАКК9—

Параметры

на

входе

Потребля-

емая

мощ-

ность,

кВ-А

4,2

4,15

11,3

16,8

27,7

10,3

4,15

6,9

1,48

3,15

}

6,35

2,78

5,55

5,5

11,1

44,5

400

Напряже-

ние,

380

380/220

380

Ток,

6,4

6,5

6,3

17,2

25,6

15,6

15,7

6,3 .

10,5

2,26

—

•

· ·.

____

—

605

24,4

Параметры

на

выходе

Мощ-

ность,

кВт

2,75

10,5

17,5

2,75

4,5

2,5

295

Напряже-

ние.

115

230

115

230

28,5

115

230

115

230

115

230

Силовой

230—320

Зарядный

190—330

5—12

Ток,

233

350

585

30,5

140

33,3

87,7

175,4

21,7

10,87

43,5

21,7

43,5

к.

з.—

650

895

895—224

315—750

Коэффициент

мощности

0,8

0,79

0,77

0,8

0,82

0,79

0,84

0,8

0,9

0,74

0,8

288

-и.

се,

называют логическим нулем (обозначают

«О»);

отрицательный полюс часто соединяют

корпусом

прибора,

вследствие чего

его

напря-

жение равно нулю. Если

«1»

соответствует

высокому потенциалу сигнала,

а «О» —

низ-

кому,

то

логику называют положительной.

При

противоположном соответствии

сиг-

налов логику называют отрицательной.

Самое сложное логическое устройство

мо-

жет

быть

составлено

из

трех

логических

эле-

ментов:

И,

ИЛИ,

НЕ.

Логический

элемент

И.

Элемент

выпол-

няет функцию, которую можно выразить так:

сигнал

на

выходе равен

«1»

только

тогда,

когда

сигналы

на

всех

входах элемента

А, В, С, ...

равны

«1».

Эту

функцию называют конъюнк-

цией.

Для

реализации

логической

операции

применяют

схемы совпадения,

представляю-

щие

собой многополюсники

«-входами

одним

выходом. Моделью схемы

может слу-

жить цепь

из

последовательно

включенных

контактов

реле

сигнальной лампы (рис.

13-5).

Лампа загорится (возникнет сигнал «1») толь-

ко

тогда, когда замкнутся контакты

К/, «И»

К2,

«И» КЗ.

логических

схемах

И для

положительной

логики

используют транзисторы типа

п-р-п

(рис.

13-6,

а).

При

наличии

сигнала

«О» на

одном

из

вхо-

дов

соответствующий транзистор закрыт,

по-

скольку напряжение сигнала

«О»

ниже напря-

жения

смещения

м·

При

сигнале

«1» на

входе

другой транзистор

будет

открыт,

так как на-

пряжение

сигнала

«1»

выше

м-

Переход

эмиттер-коллектор

обрывает

цепь

питания,

на

выходе возникает сигнал «О». Когда

на

входах появляется сигнал «1»,

оба

транзи-

стора

открыты,

на

выходе

появляется почти

полное напряжение питания,

т. е.

возникает

сигнал

«1». Напряжения сигналов

питания

согласуются

при

помощи резисторов

цепях

базы

смещения.

схеме

И для

отрицательной логики

ис-

пользуют транзисторы типа

р-п-р

(рис. 13-6,

б)

Принцип

действия аналогичен,

но

полярность

сигналов, питания

смещения

—

обратная.

Логический

элемент

ИЛИ.

Элемент

ИЛИ

выполняет

следующую

функцию: сигнал

на

выходе

равен «1», если хотя

бы на

один

из

входов

Л, β, С, ...

подается

сигнал

«1».

Эту

фудакцию

называют дизъюнкцией. Моделью

сх:емы

ИЛИ

может

служить цепь

из

парал-

лельно

соединенных контактов реле

лампы

(рис.

13-7). Лампа загорится (возникнет сиг-

нал

«1»), если замкнуты контакты

/С/,

«ИЛИ»

К2,

«ИЛИ»У(«?,

«ИЛИ» любого числа реле.

Схема

ИЛИ

осуществляет

логическое

сло-

жение

является схемой сборки информации.

На

рис, 13-8,

показана

схема

ИЛИ на

тран-

зисторах типа

п-р-п

для

положительной

ло-

гики. Транзисторы соединены параллельно

переходами эмиттер-коллектор

работают

как

ключи.

При

наличии

на

входе

сигнала

«О» со-

ответствующий транзистор закрыт напряже-

нием

смещения

см

Если

на

второй вход

подан

сигнал

«Ь

большего

значения,

чем

м>

второй транзистор открыт

и на

выходе

возни-

кает

сигнал

«1»,

примерно равный

напряже·

ния

питания.

Зак. 1149

Схема

ИЛИ на

транзисторах типа р-п-р

для

отрицательной логики работает

на

таком

же

принципе

(рис. 13-8,

б).

Полярность

сигна-

лов и

напряжений смещения

питания

изме-

нена.

Логический

элемент инверсии (элемент

НЕ). Функцией элемента инверсии является

инвертирование сигнала,

т. е.

изменение

его

значения

на

обратное. Если

на

вход элемента

инверсии

подать сигнал «1»,

то на его

выходе

появится

сигнал «О»; если

на

вход

подать сиг-

нал

«О»,

то на

выходе появится сигнал

«Ь.

Таким

образом, схема элемента

НЕ

является

инвертором,

т. е.

преобразователем одного

вида сигнала

другой.

На

рис. 13-9,

показана схема

НЕ на

транзисторах

для

положительной логики,

При

наличии

на

входе сигнала

«О»

меньше

см

транзистор

закрыт

и на

выходе возникает

сигнал

«1», близкий

значению

Если

на

входе сигнал

«1»

больше

м>

транзистор

от-

крыт

и на

выходе сигнал «О».

схеме

НЕ для

К1

Рис. 13-5. Логическая схема

И из

последова

тельно

соединенных контактов реле

Рис.

13-6. Логические схемы

И на

транзисто-

рах:

а — на

транзисторах типа п-р-п

для

положительной

логики;

—

на

транзисторах типа р-п-р

для

отрица-

тельной логики

Рис. 13-7. Логическая схема

ИЛИ из

парал

лельно

соединенных контактов реле

Рис,

13-8. Логические схемы

ИЛИ на

транзи-

сторах:

а — на

транзисторах

типа

п-р-п

для

положительной

логики;

6 — на

транзисторах типа р-п-р

для

отрица-

тельной логики

289

Рис. 13-9. Логические схемы

НЕ:

—схема

виде

цепи

размыкающим контактом

реле;

б —

схема

на

транзисторах

для

положительной

логики;

β —

схема

на

транзисторах

для

отрицатель-

ной

логики

отрицательной логики (рис.

13-9,

б)

исполь-

зуются транзисторы типа

р-п-р.

Техническое обслуживание полупровод-

никовых

приборов.

процессе эксплуатации

диодов, транзисторов

тиристоров нельзя

допускать

их

работу

предельных режимах.

При

необходимости замены

полупроводни-

ков их

выводы

следует

припаивать

на

расстоя-

нии

не

менее

ΪΟ мм от

корпуса.

При

этом мощ-

ность

паяльника

не

должна превышать

50—

60 Вт.

Пайка должна длиться

не

более

2—3

обязательным

применением

дополнительных

теплоотводов

между местом пайки

корпусом

полупроводникового прибора. Выводные кон-

цы

можно изгибать

не

ближе

3—5

мм от

кор-

пуса.

Полупроводниковые приборы допуска-

ется

включать

схему только

соответствии

указанной

на их

корпусе полярностью.

Во

избежание пробоя тиристора

во

время эксп-

луатации необходимо тщательно следить

за

состоянием

болтовых соединений.

Для

опре-

деления параметров транзистора

определе-

ния

отсутствия пробоя

следует

пользоваться

специальными

приборами Л2-1, Л2-2

и им по-

добными.

Запас

полупроводниковых приборов

не-

обходимо хранить

сухом отапливаемом

по-

мещении

при

температуре воздуха

от 5 до

40 °С и

относительной влажности

не

более

80%.

Запрещается хранить

этом

же

поме-

щении

материалы,

выделяющие едкие пары.

При

длительном хранении селеновых элемен-

тов

происходит

их

расформовка,

вследствие

чего уменьшается сопротивление запорного

слоя; поэтому после хранения необходимо

проводить повторную формовку, плавно

по-

вышая напряжение.

Техническое обслуживание полупровод-

никовых

систем.

судовых полупроводнико-

вых

системах,

кроме собственно полупроводни-

ковых систем, используются реле, переключа-

тели,

кнопки,

серводвигатели, электромаг-

нитные

клапаны

и др. В

этой

связи периоди-

чески

выполняемые работы

по

техническому

обслуживанию систем автоматики

основном

относятся именно

этим приборам

элемен-

там: необходимо периодически проверять

очищать

контакты, подтягивать резьбовые

выводные соединения

и т, п.,

следовательно,

выполнять

все

указания

по их

техническому

обслуживанию.

Сами

же

полупроводниковые

контуры

требуют

только контроля

за их

рабо-

той и

устранения появляющихся неисправ-

ностей. Значительно больше времени расхо-

дуется

на

поиски

устранение неисправностей

полупроводниковых контурах.

При

появлении какой-либо неполадки

работе полупроводниковой автоматической

системы

следует

прежде всего установить,

каком

блоке

или

узле

произошел отказ.

большинстве случаев неисправность может

быть устранена

сравнительно короткое вре-

мя

путем замены

отказавшего

блока исправ-

ным,

взятым

из

судового комплекта запасных

частей.

При

техническом обслуживании судовых

полупроводниковых

автоматических систем

прежде всего необходимо выполнять указания

заводов

фирм поставщиков. Нельзя

при

по-

явлении

неисправности отключать автомати-

ческую систему

переходить

на

ручное управ-

ление

до

прихода судна

отечественный порт,

не

выйснив

причину

неисправности

и не

пред-

приняв

мер для ее

устранения. Необходимо

иметь

виду,

что в

большинстве случаев

не-

исправность

легче обнаружить

условиях

плавания

и в

процессе

ее

появления,

чем при

стоянке

порту.

Глава

ЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ

ДРУГИЕ

МАТЕРИАЛЫ

^с

СЮ^'СТВА

Основные

определения.

Диэлектрик,

— ве-

щество,

основным

электрическим

свойством

которого является способность

электричес-

кой

поляризации

и в

котором возможно

об-

разование электростатического поля.

Диэлектрический

материал

—

электро-

технический

материал,

обладающий

свойст-

вами

диэлектрика.

Электроизоляционный

материал

— ди-

электрический

материал,

применяемый

для

устранения

утечки электрических зарядов

электротехнических

устройствах. Электро-

проводность изоляционных материалов

объяс-

няется наличием

в них

свободных электронов

(электронная проводимость)

ионов

(ионная

проводимость). Наиболее существенную роль

играет ионная

приводимость,

так как

элек-

тронная

проводимость

диэлектриках очень

мала. Жидкие диэлектрики, кроме того, имеют

электропроводность, образуемую коллоид-

ными

системами. Ионная проводимость возни-

кает

результат

электролиза

веществе

диэлектрика

чаще всего вследствие

приме-

сей,

загрязнений,

влаги,

также ионизации

'нейтральных

молекул.

Под

воздействием постоянного

напряжения

диэлектрике возникает

ток

скврзной

прово-

димости (ток

утечки,

но

незначительный,"

по-

скольку сопротивление диэлектрика очень

большое

(1(г

-т-

2в

Ом · см и

выше).

Ток

утечки диэлектрика состоит

из

сквозного,

протекающего через

толщу

материала,

и по-

верхностного, протекающего

по

поверхности,

Соответственно различают объемное

поверх-

ностное сопротивление.

Объемное

сопротивление

Ом,

опреде-

ляет

свойство изоляции препятствовать про-

хождению тока через

ее

толщу:

где

удельное объемное сопротивление

электроизоляционного

материала,

Ом

· м;

толщина

изоляции,

м;

площадь поперечного сечения

изо-

ляции,

Для

хороших

диэлектриков:

lOio

-т-

ΙΟ*

Ом-м

выше;

Основным,

наиболее характерным процес-

сом,

происходящим

любом диэлектрике

под

действием приложенного электрического

на-

пряжения,

является поляризация

—

изме-

нение

положения

пространстве имеющих

электрические

заряды частиц

диэле.ктрнка,

причем

конденсаторе, образованном

ди-

электриком

электродами,

создается

электри-

ческий

заряд.

Диэлектрическими

потерями

называют

энергию,

рассеиваемую

единицу времени

диэлектрике

при

воздействии

на

него электри-

ческого поля

вызывающую нагрев диэлек-

трика.

Диэлектрические потери

электроизоля-

ционном

материале

пропорциональны

углу

диэлектрических

потерь

дополняющему

до

90°

угол сдвига

фаз φ

между током

напря-

жением,

или

тангенсу угла диэлектрических

потерь

tg6.

Электрическая

прочность

диэлектриков

—

свойство

их

противостоять пробою. Напря-

жение,

при

котором

происходит

пробой изо-

ляции

называют пробивным

напряжением

пр

;

оно

измеряется

киловольтах.

Электри-

ческая

прочность диэлектрика может рассмат-

риваться

как

напряженность электрического

поля

пр

В/мм,

при

достижении которой

какой-либо

точке Диэлектрика происходит

пробой

где

h —

толщина диэлектрика

месте

про-

боя,

мм.

Напряженность

пр

при

которой проис-

ходит пробой,

при

постоянном токе зависит

от

материала диэлектрика,

его

однородности,

пористости,

влажности,

теплопроводности,

температуры диэлектрика

окружающей

его

среды,

от

формы электрического

поля,

а при

переменном

токе

— от

частоты, формы

про-

должительности импульса

тока.

Классификация

теплоизоляционных

ма-

териалов.

Одним

из

основных

свойств

электро-

изоляционных

материалов

является

нагрево-

стойкость,

характеризуемая наивысшей тем-

пературой,

при

которой

материал

может

дли-

тельно

работать.

Все

электроизоляционные

материалы

делятся

на

классы

(табл.

14-1).

•3-"

.„'

-г

-·

- - -