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Vorrichtung zum Wickeln von Zählerständen



Abb.1. Schaltplan



Das Gerät ist für das Rückspulen von Induktionszählern ausgelegt, ohne deren Schaltkreise zu verändern. In Bezug auf elektronische und elektronisch-mechanische Zähler, deren Konstruktion nicht in der Lage ist, den Messwert abzählen zu können, ermöglicht es das Gerät, die Aufzeichnung vollständig auf die Höhe der Blindleistung des Generators zu stoppen. Das Gerät ist mit den auf dem Diagramm angegebenen Elementen für eine Nennspannung von 220 V ausgelegt und die Wicklungsleistung beträgt ca. 2 kW. Die Verwendung anderer Elemente ermöglicht es Ihnen, die Leistung entsprechend zu erhöhen. Das nach dem vorgeschlagenen Schema zusammengebaute Gerät wird einfach in die Steckdose eingeführt und der Zähler beginnt in die entgegengesetzte Richtung zu zählen. Die gesamte Verkabelung bleibt erhalten. Erdung ist nicht erforderlich.

Schematische Darstellung des Gerätes

Das schematische Diagramm ist in Fig. Die Hauptelemente des Bauelements sind der Integrator, die Widerstandsbrücke R1-R4 und der Kondensator C1, der Impulstreiber (Zenerdioden D1, D2 und Widerstände R5, R6), der logische Knoten (Elemente DD1.1, DD2.1, DD2.2) (DD2.3, DD2.4), den Verstärker (T1, T2), die Endstufe (C2, T3, Br1) und die Spannungsversorgung am Transformator Tr1. Der Integrator ist so ausgelegt, dass er von den Netzspannungssignalen isoliert wird, die den Betrieb des logischen Knotens synchronisieren. Dies sind rechteckige TTL-Pegelimpulse an den Eingängen 1 und 2 des DD1.1-Elements. Die Signalfront am Eingang 1 DD1.1 fällt mit dem Beginn der positiven Halbwelle der Netzspannung und dem Abfall mit dem Beginn der negativen Halbwelle zusammen. Die Signalfront am Eingang 2 DD1.1 stimmt mit dem Beginn der positiven Halbwelle des Netzspannungsintegrals und dem Abfall mit dem Beginn der negativen Halbwelle überein. Somit sind diese Signale rechteckige Impulse, die durch das Netzwerk synchronisiert und um einen Winkel p / 2 phasenverschoben zueinander verschoben werden. Das der Netzspannung entsprechende Signal wird aus dem Widerstandsteiler R1, R3, unter Verwendung eines Widerstands R5 und einer Zenerdiode D2 auf einen Pegel von 5 V begrenzt und dann durch eine galvanische Trennung des Optokopplers OC1 dem Logikknoten zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Signal entsprechend dem Netzwerkspannungsintegral gebildet. Der Integrationsprozess wird durch die Prozesse des Ladens und Entladens des Kondensators C1 bereitgestellt. Der logische Knoten dient zur Erzeugung von Steuersignalen für den leistungsfähigen Schlüsseltransistor T3 der Endstufe. Der Regelalgorithmus ist mit den Ausgangssignalen des Integrators synchronisiert. Basierend auf der Analyse dieser Signale wird am Ausgang 4 des DD2.2-Elements ein Endstufensteuersignal erzeugt. Zu den erforderlichen Zeiten moduliert der Logikknoten das Ausgangssignal mit dem Hauptoszillatorsignal, wodurch ein Hochfrequenz-Leistungsverbrauch bereitgestellt wird. Um sicherzustellen, dass der Impulsprozess des Ladens des Speicherkondensators C2 der Master-Oszillator an den Logikelementen DD2.3 und DD2.4 ist. Es erzeugt Impulse mit einer Frequenz von 2 kHz mit einer Amplitude von 5 V. Die Frequenz des Signals am Ausgang des Generators und das Tastverhältnis der Impulse werden durch die Parameter der Steuerketten C3-R20 und C4-R21 bestimmt. Diese Parameter können beim Tuning ausgewählt werden, um den größten Fehler bei der Messung der vom Gerät verbrauchten elektrischen Energie zu gewährleisten. Das Steuersignal der Ausgangsstufe durch die galvanische Trennung am Optokoppler OC3 wird an den Eingang eines zweistufigen Verstärkers an den Transistoren T1 und T2 angelegt. Der Hauptzweck dieses Verstärkers ist die vollständige Öffnung mit der Einführung der Ausgangsstufe in den Sättigungsmodus des Transistors T3 und deren zuverlässige Verriegelung zu den durch den logischen Knoten bestimmten Zeitpunkten. Nur der Sättigungseingang und das vollständige Abschalten ermöglichen es dem T3, unter den Bedingungen der Leistungsstufe der Endstufe zu arbeiten. Wenn das zuverlässige vollständige Öffnen und Schließen von T3 nicht in einer minimalen Zeit sichergestellt ist, bricht es innerhalb weniger Sekunden von einer Überhitzung ab. Das Netzteil ist nach dem klassischen Schema gebaut. Die Notwendigkeit für zwei Leistungskanäle wird durch das Merkmal des Endstufenmodus vorgegeben. Stellen Sie sicher, dass ein zuverlässiges Öffnen des T3 nur mit einer Spannung von mindestens 12 V möglich ist. Für die Versorgung von Mikroschaltungen ist eine stabilisierte Spannung von 5 V erforderlich. Gleichzeitig kann nur der negative Pol des 5-Volt-Ausgangs als gemeinsames Kabel betrachtet werden. Es darf nicht geerdet oder an Netzwerkkabel angeschlossen werden. Die Hauptanforderung an die Stromversorgung besteht darin, einen Strom von bis zu 2 A am Ausgang von 36 V zur Verfügung zu stellen. Dies ist notwendig, um einen leistungsfähigen Schlüsseltransistor der Endstufe im geöffneten Zustand in die Sättigung zu versetzen. Ansonsten wird es viel Kraft zerstreuen, und es wird scheitern.

Teile und Bau

Die Chips können beliebig verwendet werden: 155, 133, 156 und andere Serien. Es wird nicht empfohlen, Mikrochips zu verwenden, die auf MOSFET-Strukturen basieren, da sie durch den Betrieb einer leistungsfähigen Kaskade störanfälliger sind. Der Schlüssel-Transistor T3 muss an einem Heizkörper mit einer Fläche von mindestens 200 cm2 installiert werden. Für den Transistor T2 wird ein Radiator mit einer Fläche von mindestens 50 cm 2 verwendet. Aus Sicherheitsgründen sollte das Metallgehäuse des Geräts nicht als Heizkörper verwendet werden. Der Speicherkondensator C2 kann nur unpolar sein. Die Verwendung eines Elektrolytkondensators ist nicht zulässig. Der Kondensator muss für eine Spannung von mindestens 400 V ausgelegt sein. Widerstände: R1 - R4, R15 Typ MLT-2; R18, R19 - Draht mit einer Leistung von nicht weniger als 10 W; andere Widerstände vom Typ MLT-0.25. Transformator Tr1 - jede Leistung etwa 100 W mit zwei getrennten Sekundärwicklungen. Die Spannung der Wicklung 2 muss 24-26 betragen. Die Spannung der Wicklung 3 muss 4 - 5 V betragen. Die Hauptanforderung besteht darin, dass die Wicklung 2 für einen Strom von 2 - 3 A ausgelegt ist. Die Wicklung 3 ist stromsparend, die Stromaufnahme darf 50 mA nicht überschreiten. Das Gerät als Ganzes ist in einem Gehäuse montiert. Es ist sehr zweckmäßig (insbesondere zu Verschwörungszwecken), ein Gehäuse eines Haushaltsspannungsreglers zu verwenden, der in der jüngsten Vergangenheit häufig für die Stromversorgung von Lampenfernsehern verwendet wurde.

Anpassung.

Seien Sie vorsichtig beim Einstellen des Stromkreises! Beachten Sie, dass nicht der gesamte Niederspannungsbereich der Schaltung galvanisch vom Stromnetz getrennt ist! Es wird nicht empfohlen, das Metallgehäuse des Geräts als Heizkörper für den Ausgangstransistor zu verwenden. Die Verwendung von Sicherungen ist ein Muss! Der Speicherkondensator arbeitet im Grenzmodus. Bevor er das Gerät einschaltet, muss er in einem stabilen Metallgehäuse untergebracht werden. Der Einsatz eines elektrolytischen (Oxid) Kondensators ist nicht erlaubt! Das Niederspannungsnetzteil wird getrennt von anderen Modulen geprüft. Es muss einen Strom von mindestens 2 A am Ausgang von 36 V sowie 5 V zur Versorgung der Steuerung liefern. Der Integrator wird von einem Zweistrahl-Oszilloskop überprüft. Zu diesem Zweck ist der gemeinsame Oszilloskopdraht mit dem Neutralleiter (N) verbunden, der erste Kanalleiter ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R3 verbunden und der zweite Kanalleiter ist mit dem Verbindungspunkt R2 und R4 verbunden. Auf dem Bildschirm sollten Sie zwei Sinuskurven mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von jeweils etwa 150 V sehen, die entlang der Zeitachse um einen Winkel von p / 2 verschoben sind. Ferner wird das Vorhandensein von Signalen an den Ausgängen der Begrenzer überprüft, indem das Oszilloskop parallel zu den Zener-Dioden D1 und D2 geschaltet wird. Verbinden Sie dazu das gemeinsame Oszilloskopkabel mit dem N-Punkt des Netzwerks. Die Signale müssen eine regelmäßige Rechteckform, eine Frequenz von 50 Hz, eine Amplitude von etwa 5 V aufweisen und müssen um die Zeitachse auch um einen Winkel von p / 2 versetzt sein. Es ist erlaubt, Impulse innerhalb von nicht mehr als 1 ms zu erhöhen und zu verringern. Wenn sich die Phasenverschiebung der Signale von p / 2 unterscheidet, wird sie durch Auswahl des Kondensators C1 korrigiert. Die Steilheit der Front und der Abfall der Impulse kann durch Auswahl der Widerstände der Widerstände R5 und R6 verändert werden. Diese Widerstände müssen mindestens 8 kΩ betragen. Andernfalls beeinträchtigen die Signalpegelbegrenzer die Qualität des Integrationsprozesses, was letztlich zu einer Überlastung des Endstufentransistors führen wird. Stellen Sie dann den Generator auf, nachdem Sie den Stromteil des Stromkreises vom Stromnetz getrennt haben. Der Generator muss Impulse mit einer Amplitude von 5 V und einer Frequenz von ca. 2 kHz erzeugen. Die Impulsbreite beträgt ungefähr 1/1. Falls erforderlich, werden zu diesem Zweck Kondensatoren C3, C4 oder Widerstände R20, R21 ausgewählt. Der logische Knoten erfordert keine ordnungsgemäße Installation der Anpassung. Es ist ratsam, mit Hilfe eines Oszilloskops zu verifizieren, dass an den Eingängen 1 und 2 des Elements DD1.1 periodische Signale einer Rechteckform entlang der Zeitachse um einen Winkel p / 2 gegeneinander verschoben sind. Am Ausgang 4 DD2.2 werden periodisch alle 10 ms Bursts von 2 kHz Pulsen erzeugt, die Dauer jedes Burst beträgt 5 ms.
Das Einstellen der Ausgangsstufe besteht darin, die Strombasis des Transistors T3 auf einen Pegel von mindestens 1,5-2 A zu setzen. Dies ist erforderlich, um diesen Transistor im geöffneten Zustand zu sättigen. Zum Abstimmen ist es empfehlenswert, die Endstufe mit einem Verstärker vom Logikknoten zu trennen (den Widerstand R22 vom Ausgang des DD2.2-Glieds zu trennen) und die Kaskade zu steuern, indem Sie den abgeklemmten Kontakt des Widerstands R22 direkt von der Stromversorgung mit einer Spannung von +5 V versorgen. Anstelle des Kondensators C1 ist vorübergehend eine n-Last in Form einer 100-Watt-Glühlampe enthalten. Der Strom der Basis T3 wird durch Auswählen des Widerstandes des Widerstands R18 eingestellt. Dazu kann es erforderlich sein, die Verstärker R13 und R15 auszuwählen. Nach der Zündung des Optokopplers OC3 sollte der Strom der Basis des Transistors T3 fast auf Null (einige μA) sinken. Eine solche Abstimmung liefert den günstigsten thermischen Betriebsmodus eines leistungsfähigen Schlüsseltransistors der Ausgangs-Kaskade.
Stellen Sie nach dem Einrichten aller Elemente alle Verbindungen in der Schaltung wieder her und überprüfen Sie die Funktionsweise der Schaltkreisbaugruppe. Es wird empfohlen, dass der erste Start mit einem reduzierten Kapazitätswert des Kondensators C2 auf ungefähr 1 μF durchgeführt wird. Lassen Sie das Gerät nach dem Einschalten für einige Minuten laufen und achten Sie dabei besonders auf das Temperaturverhalten des Schlüsseltransistors. Wenn alles in Ordnung ist - können Sie die Kapazität des Kondensators C2 erhöhen. Die Erhöhung der Kapazität auf den Nennwert wird in mehreren Stufen empfohlen, wobei jedesmal die Temperaturregelung überprüft wird. Die Wicklungsleistung hängt in erster Linie von der Kapazität des Kondensators C2 ab. Um die Leistung zu erhöhen, benötigen Sie einen größeren Kondensator. Der Grenzwert der Kapazität wird durch den Wert des Stoßstroms der Ladung bestimmt. Seine Größe kann beurteilt werden, indem das Oszilloskop parallel zum Widerstand R19 angeschlossen wird. Bei Transistoren KT848A sollte diese nicht größer als 20 A sein. Wenn Sie die Leistung der Wicklung erhöhen möchten, müssen Sie leistungsfähigere Transistoren sowie Dioden Br1 verwenden. Es ist jedoch besser, eine andere Schaltung mit einer Ausgangsstufe an vier Transistoren zu verwenden. Es wird nicht empfohlen, zu viel Wickelkraft zu verwenden. In der Regel reicht 1 kW. Wenn das Gerät mit anderen Verbrauchern zusammenarbeitet, zieht das Messgerät die Leistung des Geräts von seiner Leistung ab, die Verkabelung wird jedoch mit Blindleistung belastet. Dies muss berücksichtigt werden, um die Verdrahtung nicht zu deaktivieren.