/
Текст
Л. Ц. ШКАП
В. А. 3 АБОТИН
ТЕАТРАЛЬНЫЕ
РЕГУЛЯТОРЫ
ОСВЕЩЕНИЯ
«5
ОГЛАВЛЕНИЕ
11редисловие................................... 3
1. Общие сведения о театральных регуляторах
освещения...................................
2. Силовые элементы регуляторов освещения .
3. Регуляторы освещения «Старт». Основные тех-
нические данные и конструктивное исполнение 38
4. Монтаж, наладка, эксплуатация и устранение
неисправностей регуляторов «Старт» ... 58
5. Регуляторы освещения «Спутник» .... 75
6. Многопрограммные регуляторы с автоматиче-
ским программированием.........................84
Список литературы................3-я стр. обл.
Библиотека
ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 47i
Л. Ц. ШКАП, В. А. ЗАБОТИЛ
ТЕАТРАЛЬНЫЕ
РЕГУЛЯТОРЫ
ОСВЕЩЕНИЯ
МОСКВА «ЭНЕРГИЯ» 1978
31.294.9
Ш 66
УДК 628.973.3
Редакционная коллегия:
Андриевский В. Н., Большим Я. М., Зевакин А. И., Каминский Е. А.,
Ларионов В. П_, Мусаэлян Э. С., Розанов С. П., Смирнов А. Д.,
Семенов В. А., Устинов П. И.
Шкап Л. Ц., Заботин В. А.
Ш 66 Театральные регуляторы освещения.—М.:
Энергия, 1978. — 88 с., ил.— (Б-ка электромонтера;
Вып. 471).
В книге рассматриваются устройство и принцип действия регуля-
торов напряжения на основе магнитных усилителей и тиристоров, при-
меняемых в театральной электрорегулирующей аппаратуре. Излагают-
ся вопросы устройства наиболее распространенных регуляторов осве-
щения, нх монтаж, наладка и эксплуатация. Приводятся сведения
о многопрограммных регуляторах с автоматическим программирова-
нием.
Книга предназначена для электромонтеров, обслуживающих элек-
троустановки в театрах, клубах, домах культуры н др.
30310-145
Ш 051(01)-78
76-77
31.294.9
6П2.19
Леонид Цаликович Шкап
Вячеслав Александрович Заботин
ТЕАТРАЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ОСВЕЩЕНИЯ
Редактор В. И. Зильбер
Редактор издательства И. П. Березина
Обложка художника Н. Т. Ярешко
Технический редактор М. П. Осипова
Корректор Д. К. Улегова
ИБ № 388
Сдано в набор 21.09.77 Подписано к печати 03.01.78 Т-00506
Формат 84Х1081/з2 Бумага типографская № 2 Гарн. шрифта литературная
Печать высокая Усл. печ. л. 4,62 Уч.-изд. л. 4,77 Тираж 15 000 экз«
Зак. 369 Цена 20 к.
Издательство «Энергия», 113114, Москва, М-114, Шлюзовая иаб., 10
Московская типография № 10 Союзполиграфпрома при Государственном
комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и
книжной торговли. 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
(с) Издательство «Энергия», 1978 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы в театр все чаще приходит новая
техника. В частности, на смену механическим регулято-
рам освещения с автотрансформаторами приходят много-
программные электронные регуляторы освещения с ти-
ристорными регуляторами напряжения.
С 1966. г. московским заводом «Гостеасвет» стали
выпускаться регуляторы освещения типа «Старт» сна-
чала с магнитными усилителями, а с 1970 г. с тиристор-
ными регуляторами напряжения. Сегодня регуляторы
«Старт» успешно эксплуатируются во многих театрах,
концертных залах, цирках, дворцах культуры.
Для крупных театрально-зрелищных предприятий
с большими постановочными возможностями выпущено
несколько комплектов регуляторов «Свет» с предвари-
тельной записью световых программ на перфокарты.
Для небольших театрально-зрелищных предприятий
начат выпуск малогабаритных регуляторов освещения
типа «Спутник».
Находятся в эксплуатации в ряде театров страны
регуляторы зарубежного производства.
Настоящая книга представляет собой первую попыт-
ку описать современные театральные регуляторы осве-
щения с целью оказания помощи обслуживающему пер-
соналу, ибо для качественного обслуживания этой слож-
ной аппаратуры требуется несравненно более высокая
квалификация, чем при обслуживании механических ре-
гуляторов с автотрансформаторами.
В заключение авторы выражают благодарность
В. И. Зильберу за редактирование брошюры и рецен-
зенту канд. техн, наук И. Н. Осколкову, замечания кото-
рого во многом способствовали улучшению рукописи.
Авторы выражают также благодарность Л. Ф. Ру-
денко и Т. В. Островой за помощь в подготовке рукопи-
си к печати.
Замечания и пожелания читателей следует направ-
лять по адресу: Москва, 113114, Шлюзовая наб., 10,
изд-во «Энергия».
Авторы
3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕАТРАЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРАХ
ОСВЕЩЕНИЯ
В последние годы широко применяются театральные
регуляторы освещения, основанные на использовании
новейших достижений электроники. Во многих театрах,
концертных залах, дворцах культуры нашей страны
установлены многопрограммные регуляторы отечествен-
ного и зарубежного производства, однако наряду с этим
большинство театров пока все еще снабжено старыми
электромеханическими регуляторами.
Основные термины и определения в области регули-
рования театрального освещения сложились в «эпоху»
развития электромеханических регуляторов, в результа-
те чего часто нет соответствия между этими терминами
и их содержанием применительно к регуляторам
с электронным управлением. Кроме того, для много-
программных регуляторов потребовалось введение мно-
гих дополнительных терминов, причем, как это всегда
бывает в начале развития новой отрасли техники, эти
термины еще не сложились окончательно и не имеют
однозначных определений. Термины и определения
в данном параграфе приведены в соответствии с [1].
Все термины по регуляторам сценического и сту-
дийного освещения можно разделить на три группы.
Термины, определяющие основные понятия регулирова-
ния освещения
Световая программа — совокупность положе-
ний индивидуальных ручек управления на пульте, опре-
деляющих режимы питания осветительных приборов на
заданный отрезок времени.
Переход световой — изменение режима пита-
ния осветительных приборов от значений, определяемых
данной световой программой, до значений, определяемых
следующей световой программой.
4
Партитура световая — совокупность свето-
вых программ, следующих в определенной последова-
тельности и относящихся к данному спектаклю, концер-
ту, телепередаче и т. д.
Характеристика регулирования све-
тового потока — зависимость светового потока ис-
точника света от положения индивидуальной ручки
управления относительно ее индикатора (шкалы).
Линейная характеристика регулирова-
ния светового потока — прямая пропорциональ-
ная зависимость светового потока источника света от по-
ложения индивидуальной ручки управления относитель-
но ее индикатора (шкалы).
Термины, определяющие типы регуляторов
Регулятор освещения — система, состоящая
из комплектов аппаратуры, предназначенная для управ-
ления и регулирования светового потока источников
света.
Цепь регулятора освещения — совокупность
аппаратуры коммутации и защиты регулятора напря-
жения и элементов системы управления отдельных источ-
ников света или их групп для питания и регулирования
светового потока.
Регулятор освещения программный —
регулятор освещения, обеспечивающий возможность вы-
полнения световых программ, заранее зафиксированных
в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) и дол-
говременном запоминающем устройстве (ДЗУ).
По виду программирования регуляторы делятся на:
Регуляторы освещения с ручным про-
граммированием — регуляторы освещения, имею-
щие ОЗУ ограниченной емкости по количеству световых
программ, запись которых осуществляется вручную. Пе-
ред воспроизведением световые программы вводятся
в ОЗУ вручную отдельно для каждой цепи регулятора.
Регуляторы освещения с автоматичес-
ким программированием — регуляторы освеще-
ния, у которых запись и воспроизведение световых
программ осуществляются автоматически; регуляторы
имеют устройства записи и считывания, ОЗУ и ДЗУ.
5
Термины, определяющие элементы регуляторов
Регулятор освещения состоит из следующих основ-
ных комплектов аппаратуры:
системы питания регулятора освеще-
ния — совокупности аппаратуры, предназначенной для
питания элементов регулятора освещения;
системы управления регулятора осве-
щения — совокупности аппаратуры, предназначенной
для управления регулятором освещения;
системы регуляторов напряжения регу-
лятора освещения — совокупности регуляторов
напряжения регулятора освещения и коммутационной
аппаратуры, предназначенных для регулирования све-
тового потока источников света;
регулятор-а напряжения — элемента систе-
мы регулятора напряжения, при помощи которого осу-
ществляется плавное и глубокое регулирование светово-
го потока источников света.
В зависимости от применяемого силового регулиру-
ющего элемента регуляторы напряжения бывают следу-
ющих типов.
Регулятор напряжения автотрансфор-
маторный— регулятор напряжения, в котором регу-
лирование напряжения осуществляется при помощи
автотрансформатора с подвижными щетками, переме-
щающимися по оголенной обмотке.
Регулятор напряжения дроссельный —
регулятор напряжения, в котором регулирование осуще-
ствляется при помощи магнитного усилителя.
Регулятор напряжения тиристорный —
регулятор напряжения, в котором регулирование напря-
жения осуществляется при помощи тиристоров.
Регуляторы напряжения могут иметь различные ха-
рактеристики регулирования.
Характеристика регулирования напря-
жения — зависимость напряжения на выходе регуля-
тора напряжения от положения индивидуальной ручки
управления относительно ее индикатора (шкалы).
Линейная характеристика регулирова-
ния по напряжению — прямая пропорциональная
зависимость напряжения на выходе регулятора напря-
жения от положения индивидуальной ручки управления.
Система управления регулятором освещения состоит
из следующих элементов управления:
6
оперативного запоминающего устрой-
ства (ОЗУ)—узла системы управления, в котором
может временно храниться одна или несколько световых
программ в виде кода или аналога;
долговременного запоминающего уст-
ройства (ДЗУ) — узла системы управления, который
длительно хранит в виде кода световую партитуру;
ручки управления индивидуальной —
элемента системы управления, предназначенного для
управления регулятором напряжения. Ручка управления
может состоять из следующих частей: задающего эле-
мента (ручка, кнопка и т. д.) со шкалой или каким-ли-
бо другим индикатором положения; датчика, преобра-
зующего перемещение задающего элемента в электри-
ческий сигнал.
В зависимости от вида датчика ручки управления
бывают следующих типов:
ручка управления механическая — эле-
мент системы управления, в котором применяется меха-
ническая передача для перемещения щетки автотранс-
форматора;
ручка управления потенциометриче-
ская— элемент системы управления, в котором
применяется потенциометрический датчик;
ручка управления индуктивная — элемент
системы управления, в котором применяется индуктив-
ный датчик.
Для того чтобы иметь возможность создавать свето-
вые эффекты, в регуляторе освещения применяется
групповое регулирование.
Группа — совокупность нескольких цепей регуля-
тора освещения,' управляемых одновременно одной
общей ручкой управления.
Групповой регулятор напряжения —
элемент системы управления, при помощи которого
осуществляется изменение режима питания группы ин-
дивидуальных ручек управления или регулирование
скорости перемещения индивидуальных ручек управле-
ния с механическим приводом.
Ручка управления групповая — элемент
системы управления, предназначенный для управления
групповыми регуляторами напряжения. Возможно объ-
единение функций группового регулятора напряжения
и групповой ручки управления непосредственно в одной
групповой ручке.
7
Переключатель группирующий — элемент
системы управления, при помощи которого индивидуаль-
ная ручка управления может быть подключена для пи-
тания ее датчика от какого-либо группового регулятора
напряжения.
Кроме того, в системе управления имеются следую-
щие элементы:
ручка управления общая — элемент системы
управления, при помощи которого можно плавно зажечь
или погасить все осветительные приборы;
ручка управления переходом — элемент
системы управления, при помощи которого напряжение
питания одних индивидуальных ручек управления плав-
но снижается, в то время как напряжение питания дру-
гих индивидуальных ручек соответственно возрастает;
пульт управления — устройство, на котором
конструктивно объединены элементы управления регу-
лятором освещения.
В системе регулятора применяются щиты (или шка-
фы) избирательной коммутации.
Щит (шкаф) избирательной коммута-
ции — коммутационное устройство для избирательного
соединения данного количества регуляторов напряжения
с большим, чем число регуляторов напряжения, количе-
ством линий питания осветительных приборов.
Регуляторы освещения классифицируются по несколь-
ким признакам:
1) в зависимости от применяемого регулятора на-
пряжения — автотрансформаторные; дроссельные (на
^магнитных усилителях); электронные (на полупровод-
никовых управляемых вентилях);
2) в зависимости от вида программирования — с руч-
ным программированием, с автоматическим программи-
рованием;
\ 3) в зависимости от исполнения системы управле-
ния — механические, электронные;
4) по числу предварительно набираемых и воспроиз-
водимых программ: обычно регуляторы с числом
программ две, четыре, восемь так и называются двух-
программные, четырехпрограммные, восьмипрограм-
мные; регуляторы освещения с числом программ более
восьми называются многопрограммными, при этом верх-
ний предел числа программ определяется техническими
возможностями и назначением регулятора и может до-
стигать несколько сот программ.
8
Ё соответствии с приведенной классификацией наибо-
лее распространенные отечественные регуляторы могут
быть отнесены к следующим типам:
РТМ с автотрансформатором ТР-ЮО/ЗОМ —механи-
ческий, автотрансформаторный, с ручным программиро-
ванием, двухпрограммный;
«Старт» — электронный, с ручным программирова-
нием, четырехпрограммный;
» «Свет» — электронный, с автоматическим програм-
мированием, многопрограммный;
«Спутник» — электронный, с ручным программирова-
нием, двухпрограммный.
2. СИЛОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕГУЛЯТОРОВ ОСВЕЩЕНИЯ
Основные требования к силовым элементам регуля-
торов. Наличие надежного и точного силового регули-
рующего элемента, обладающего хорошими технико-эко-
номическими показателями, является основной предпо-
сылкой создания регулятора освещения, отвечающего
современным требованиям. Необходимость одновремен-
ного регулирования до 300 цепей в крупных театрах
и студиях предъявляет повышенные требования к надеж-
ности, стоимости, габаритам и массе силовых элементов,
так как они в основном определяют стоимость и разме-
ры регулятора освещения в целом.
Нагрузкой силовых элементов являются источники
света — лампы накаливания и люминесцентные лампы,
имеющие ряд специфических особенностей, которые
надо учитывать при проектировании регуляторов осве-
щения. Рассмотрим более подробно основные требова-
ния к силовым элементам регулятора, особенности их
работы и возможные пути реализации этих требований.
1. Высокий к. п. д., минимально возможные габари-
ты и стоимость. В истории развития театральных регу-
ляторов для изменения яркости источников света были
использованы различные элементы: переменные сопро-
тивления, регулировочные трансформаторы и автотранс-
форматоры, тиратроны, магнитные усилители и тиристо-
ры. В настоящее время в регуляторах освещения при-
меняются только тиристоры, так как остальные силовые
элементы не удовлетворяют указанному требованию.
2. Точность регулирования напряжения в зависимос-
ти от уставки и стабилизация напряжения при колеба-
9
HuftX напряжения сети и изменении нагрузки. В зависи-
мости от типа регулятора стабильность выходного напря-
жения должна поддерживаться от ± (3—5) % для
простых переносных регуляторов до ±(1—2) % для ре-
гуляторов телестудий при изменении напряжения пита-
ния на +5% и нагрузки от 0,1 кВ-А до номинальной.
3. Возможность дистанционного управления на рас-
стоянии до 100 м сигналом малой мощности.
4. Отсутствие помех для цепей звукоусилителей и те-
левидения.
5. Силовой элемент должен допускать работу как на
активную нагрузку (лампы накаливания), так и на ак-
тивно-индуктивную с cos<p=#,5 (люминесцентные лам-
пы).
6. Простота и наглядность в обслуживании, высокая
надежность работы.
7. Современное эстетическое оформление, технологич-
ность и унификация элементов, позволяющие обеспечить
широкую взаимозаменяемость и создавать из одних и тех
же блоков регуляторы различной степени сложности,
удовлетворяющие требованиям различных потребителей.
8. Возможность перегрузки силового элемента при
скачкообразном включении на холодную лампу. Сопро-
тивление нити накала холодной лампы гораздо меньше
сопротивления горячей нити, поэтому при скачкообраз-
ном включении напряжения возможен кратковременный
(до 50 мс) бросок тока, превышающий в несколько раз
номинальный ток лампы.
Все названные требования в известной мере противо-
речивы. Поэтому для каждого конкретного случая необ-
ходимо производить технико-экономический анализ для
выбора оптимальных показателей силового элемента
в зависимости от предъявляемых к нему требований.
Регулятор напряжения PH П-5-220 на магнитном
усилителе выпускался в качестве силового элемента
регуляторов освещения типов «Старт-1», «Старт-2»,
а также «Свет». Основные параметры регулятора приве-
дены ниже: *
Номинальная мощность, кВ-А...................... 5
Напряжение питания, В............................ 260+13
Ток нагрузки, А.................................... 22,5
Выходное напряжение, В..........................Ю—220
Напряжение управления, В........................ О—6,5
К. п. д. (при номинальной нагрузке), %.......... 92
Коэффициент мощности (при номинальной нагрузке) . 0,92
10
Принципиальная электрическая схема регулятора
напряжения приведена на рис. 1. Регулятор состоит из
следующих узлов:
1) силовой части — собственно магнитного усилите-
ля УМ\
2) пятикаскадного транзисторного усилителя сигна-
ла управления — транзисторов Т1—Т5-,
3) датчика сигнала обратной связи по напряжению —
дроссель-трансформатора ДТ, диодов Д5, Д6, резисторов
R5—R7, R14—R16, конденсаторов С5—С7, СЮ—С12;
Фаза сети
Лыход ZBOB Нейтраль
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная регулятора напряже-
ния РНП-5-220.
И
4) блока параллельной работы — трансформатора
Тр2, диодов Д7, Д8, резисторов R9, R13, стабилитрона
СТ2, конденсатора С4, реле Р;
5) блока питания—трансформатора Тр1, диодов Д9,
ДЮ, ДЗ, Д4, конденсатора СЗ.
Питание регулятора напряжения (260 В±5%) посту-
пает на выводы 7 и 2. Нагрузка регулятора включается
между выводами 1 и 4. Силовым элементом регулятора
является магнитный усилитель с самоподмагничива-
нием УМ. Самоподмагничивание дросселей насыщения
осуществляется за счет включения диодов Д1 и Д2 после-
довательно с рабочими обмотками. Описание работы
магнитных усилителей и их наладка изложены в [2].
Конденсаторы С8, С9 компенсируют ток холостого
хода магнитного усилителя, уменьшая выходное напря-
жение холостого хода до 10-=-15В, при котором еще не
наблюдается свечения нитей накала ламп. Для того
чтобы при напряжении управления Uy=0 напряжение
на нагрузке было минимальным, на магнитном усилите-
ле имеется обмотка размагничивания ОР (обмотка сме-
щения). При помощи регулировочного резистора R10
в цепи питания ОР устанавливается минимум напряже-
ния на выходе при Uv=0.
Регулировка выходного напряжения производится
изменением тока в обмотке подмагничивания ОП. Ток
в 077 изменяет пятикаскадный транзисторный усилитель
Т1—Т5. Транзисторы усилителя для облегчения их тепло-
вого режима работают в ключевом режиме. Среднее
значение тока в цепи 077 зависит от скважности работы
усилителя, т. е. от отношения времени периода ко време-
ни включенного состояния. Скважность работы в свою
очередь определяется суммой э. д. с. последовательно
подключенных источников напряжения на входе транзис-
тора Т1. Напряжения образуются на резисторах R12,
R13, R8, R11 от следующих сигналов:
1. К резистору R12 приложено напряжение управле-
ния Uy.
2. К резистору R11 приложено напряжение с демпфи-
рующей обмотки Д. Это напряжение включено встречно
с напряжением Uv и предназначено для того, чтобы
снять автоколебания при переходных процессах.
3. К резистору R8 приложено напряжение обратной
связи. Напряжение обратной связи пропорционально
действующему значению напряжения на выходе магпит-
12
кого усилителя, т. е. на нагрузке. Так как форма напря-
жения нз выходе мзгнитного усилителя несинусоидзль-
нз, то *в цепь обрзтной связи включзется дроссель-трз'нс-
формзтор ДТ с воздушным зззором и двухзвенный
фильтр высших гармоник. Параметры ДТ и фильтра
подобраны таким образом, что постоянное напряжение
на выходе датчика обратной связи (т. е. на резисторе
R8) пропорционально действующему значению напряже-
ния на нагрузке.
4. К резистору R13 прикладывается напряжение со
схемы параллельной работы. Это напряжение появляет-
ся только в случае включения двух регуляторов напряже-
ния на параллельную работу. В обычном режиме это
напряжение равно нулю.
Питание цепей обмоток ОР, ОП, а также реле Р, ис-
пользуемого при включении на параллельную работу
двух регуляторов, производится от трансформатора Тр1.
Цепи обмоток ОР, ОП питаются постоянным напряжени-
ем от выпрямителя ДЗ, Д4 со сглаживающим фильтром
на конденсаторе СЗ. Реле Р питается пульсирующим на-
пряжением от выпрямителей Д9, ДЮ. Напряжение пита-
ния первого каскада транзисторного усилителя стабили-
зировано с помощью стабилитрона СТ1 для повышения
точности стабилизации выходного напряжения при изме-
нении напряжения питания.
Дроссель Др, диод Д12 и конденсатор С2 служат для
защиты выходного транзистора Т5 от перенапряжений
при работе на индуктивную нагрузку (обмотку ОП).
В регуляторах напряжения ТРС-5-220 (которые вы-
пускались до РНП-5-220), а также в первых выпусках
регуляторов РНП-5-220 отсутствовали защитные элемен-
ты Др и Д12, что приводило к частому выходу из строя
транзистора Т5. Для тех регуляторов, в которых эти
элементы отсутствуют, завод «Гостсасвет» выпускал
смонтированный комплект «Защитный дроссель — диод»,
установка которого в регулятор не требует дополнитель-
ных переделок и перепаек проводов, а сводится только
к механическим соединениям.
Параллельная работа двух регуляторов на общую
нагрузку 10 кВ-А происходит следующим образом:
1. При помощи реле Р, подавая сигнал на вывод 6,
подключают цепь управления двух регуляторов на одну
общую ручку управления пульта. Для включения реле
необходимо соединить зажимы 5 и 7 регулятора.
13
2. Соединяют параллельно выводы нагрузки двух
регуляторов и присоединяют к ним нагрузку 10 кВ-А.
Работа регуляторов на общую нагрузку возможна
благодаря действию блока параллельной работы, кото-
рый ограничивает ток, проходящий через каждый из
параллельно работающих регуляторов, до допустимой ве-
личины. На выходе выпрямителей Д7, Д8 напряжение
пропорционально току через магнитный усилитель. При
помощи резистора R9 схема настраивается таким обра-
зом, что когда ток через магнитный усилитель достигает
номинальной величины, начинает проходить ток через
стабилитрон СТ2, и появляется напряжение на резисто-
ре R13. Напряжение на резисторе R13 включено встречно
с напряжением управления Uy и уменьшает суммарное
напряжение на входе транзисторного усилителя, ограни-
чивая этим выходное напряжение, а следовательно, и ток
нагрузки.
Для параллельной работы два регулятора РНП-5-220
должны быть подключены к одной фазе питающего
напряжения.
Соединение зажимов 5 и 7 для параллельной работы
производится или вручную при помощи переключателя,
или автоматически при подключении прибора мощностью
10 кВ-А (автоматическое соединение применяется на
телестудиях).
Применение полупроводниковых элементов (тиристо-
ров и симисторов) в качестве силовых регуляторов. Тири-
сторы и симисторы являются управляемыми полупровод-
никовыми вентилями, способными резко изменять свою
проводимость в прямом направлении (тиристоры) или
в прямом и обратном направлении (симисторы). Изме-
нение проводимости производится сигналами управления.
Основой тиристоров является четырехслойная моно-
кристаллическая кремниевая структура с тремя р-п пе-
реходами (рис. 2). Внешний p-слой называется анодом,
внешний п-слой — катодом и один из внутренних сло-
ев — управляющим электродом.
Если, на анод тиристора подан положительный потен-
циал относительно катода (напряжение прямой поляр-
ности), то крайние р-п переходы П1 и ПЗ смещаются
в прямом направлении, а центральный 772 — в обратном,
поэтому ток через тиристор не протекает (тиристор за-
крыт). При приложении к аноду тиристора отрицатель-
ного потенциала относительно катода (напряжение об-
14
ратной полярности) средний переход П2 смещается
в прямом направлении, а крайние переходы П1 и ПЗ —
в обратном и ток через тиристор опять не протекает.
Отпирание тиристора происходит при приложении к нему
напряжения прямой полярности, если в цепь управления
тиристора подать импульс тока определенной величины
и длительности.
Основу симисторов (рис. 3) составляет пятислойная
монокристаллическая кремниевая структура с четырьмя
р-n переходами и с двумя дополнительными слоями
/7/ Л2 ЛЗ
Рис. 2. Четырехслойная монокристаллическая структура
тиристора.
А — анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод.
Пз пч
Рис. 3. Пятислойная монокристаллическая структура си-
мистора.
СЭ — силовой электрод; УЭ — управляющий электрод.
15
Рис. 5. Тиристорный аналог
симистора.
с электронной и дырочной проводимостями для шунти-
рования переходов П1 и П4.
Пятислойная структура симистора может быть пред-
ставлена как две четырехслойные тиристорные структу-
ры (рис. 4), включенные параллельно и ориентирован-
ные в противоположном направлении.
Симистор можно представить как два тиристора, ко-
торые работают поочередно в зависимости от полярнос-
ти приложенного напряжения (рис. 5). Симистор вклю-
чается сигналами управления, а выключается при сня-
тии разности потенциалов между силовыми электрода-
ми или при изменении полярности потенциалов.
Более подробные сведения о работе полупроводнико-
вых вентилей изложены в [Н, 12].
Вольт-амперные характеристики и па-
раметры тиристоров и симисторов являются
основными характеристиками,
которые определяют работу
управляемых вентилей. Вольт-
амперные характеристики ти-
ристора и симистора показаны
на рис. 6.
Рассмотрим подробно вольт-
амперную характеристику ти-
ристора. Если к тиристору
приложено обратное напря-
жение, то вольтамперная характеристика тиристора
аналогична характеристике обычного диода. При при-
ложении обратного напряжения к тиристору через него
протекает незначительный обратный ток /Об₽. Если
к тиристору приложено прямое напряжение, то его ха-
рактеристика определяется прямой ветвью волйтампер-
ной характеристики и током управления /у. Если /у=0,
то при изменении анодного напряжения от 0 до 1/пер
тиристор также заперт. При достижении анодным напря-
жением значения Uaep происходит переключение тирис-
тора, он отпирается и начинает работать в проводящей
части вольт-амперной характеристики, которая также
аналогична проводящей части характеристики обычно-
го диода. Переход тиристора в непроводящее состояние
происходит при изменении полярности анодного напря-
жения или при уменьшении тока через тиристор до то-
ка удержания /уд. Если /у>0, то тиристор переходит
в проводящее состояние при значениях анодного напря-
•»
16
жения меньших чем UeP. Существуют такие значений
тока I-v при которых тиристор будет открываться при
любом анодном-напряжении, приложенном в прямом
направлении (при условии, что при этом ток через ти-
ристор превышает значение /выкл-)- Аналогичным обра-
зом может быть рассмотрена работа симисторов, кото-
рые отличаются тем, что онй проводят ток как в пря-
мом, так и в обратном направлениях.
Рис. 6. Вольт-амперные характеристики.
а — тиристор; б — симистор.
\ Для проектирования регуляторов на тиристорах и си-
мисторах требуется знать большое число параметров
вентилей. Параметры тиристоров и симисторов приве-
дены в [9, 10].
Мы ограничимся рассмотрением основных параметров
и особенностями выбора этих параметров при работе на
нагрузку в виде источников света.
1. Предельно допустимые значения определяют пре-
дельные условия эксплуатации; при любых режимах
эксплуатации значения воздействующих на тиристор или
симистор величин не должны быть выше предельных.
Предельный ток тиристоров — максимально допус-
тимое среднее за период значение тока частотой 50 Гц
синусоидальной формы, длительно проходящего через
тиристор при его работе в однофазной однопол упер иод-
ной схеме на активную нагрузку и угле проводимости
180° при максимальной допустимой температуре р-п-р-п
структуры и при определенных тепловых условиях.
2—369 17
Предельный ток симистора — действующее значение
Тока через симистор при заданной температуре корпу-
са. •
В регуляторах освещения тиристоры и симисторы
используются на переменном токе по схемам на рис. 7.
В этих схемах каждый из тиристоров пропускает ток
через нагрузку в течение одного полупериода, а симис-
тор пропускает ток в течение каждого полупериода.
Таблица
Рис. 7. Схемы включения тиристоров (а) и сими-
сторов (б) в цепь переменного тока.
Связь между действующим значением тока нагрузки
и средним током через тиристоры выражается формулой
/Ср=0,45 /н.
Приводимые в справочниках и паспорте вентилей
значения предельного тока даны для определенной ско-
рости охлаждающего воздуха. В отечественных регуля-
торах освещения применяется естественное охлаждение
вентилей (без обдува), поэтому необходимо знать пре-
дельные токи при скорости воздуха, равной нулю.
В табл. 1 даются такие данные по [9, 10].
Повторяющееся напряжение — наибольшее мгновен-
ное значение напряжения, прикладываемого к тиристору
в обратном или прямом направлении, с учетом повторя-
ющихся переходных напряжений.
В зависимости от повторяющегося напряжения тирис-
торы делятся на классы 0,5—12 (соответствующие по-
вторяющемуся напряжению от 50 до 1200 В). Тиристоры
для регуляторов напряжения выбирают таким образом,
чтобы амплитуда напряжения питания не превышала
повторяющегося напряжения .'17п. При выборе симисто-
ров используется параметр /7Р — рекомендуемое рабочее
напряжение, т. е. максимальное допустимое мгновенное
значение напряжения, длительно прикладываемого к си-
мистору в прямом и обратном направлениях в номиналь-
18
Масса (с охла- дителем), кг । CN О СМ СМ СО СО СО О О г*
Отпираю- щее напря- жение уп- равления При 25°С, В 1 5,0 7,0 6,0 6,0 . 7,0 7,0 7,0
< < ЩИЙ ТОК управления при 25°C, А 0,15 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4
Ток удер- жания при 25”С, А, не более СМ см см см см см см см см см см о o' о о о о" о
Критическая скорость нарастания’* напряже- ния, В/мкс 20—500 20—500 20—500 1—10 1—10 1—10
тока, А/мкс 20—70 20—70 20—70 20—70 5 5 5
Рекомев- Повторя- дуемое ющееся напря- рабочее жение, В напряже- ние, В 50—1200 — КП 1 ОПП 50—1200 — 50—1200 ' — 50—1000 45—880 вп mm as яяп 50—1000 45—880 *
Предельный ток вентиля, А при естест- венном охлажде- нии О О О со ю о ' СО СО ’Ф СМ
при ско- рости воздуха 12 м/с * * LO о о О О LO о см Щ О СО СО СМ (О
Тип еентиля 3 3 °- ю о ’ ГЮООСО 7,00 ~ — g- f- F- F- f- § f- E- H f- о
Для тиристоров Т-25, Т-50—пря скорости 6 м/с.
Для тиристоров и симисторов класса 5—8.
19
ном режиме, при котором обеспечивается заданная на-
дежность работы симистора.
Критическая скорость нарастания прямого тока че-
рез тиристор (симистор) — максимальное значение ско-
рости нарастания тока через вентиль, не вызывающее
необратимые процессы в р-п-р-п структуре и связанные
с ними ухудшения электрических параметров. При боль-
ших скоростях нарастания тока возможен выход венти-
ля из строя. При выборе вентилей для регуляторов
напряжения с нагрузкой в виде ламп накаливания необ-
ходимо учитывать возможность появления больших ско-
ростей нарастания тока при включении регулятора на
холодную лампу, у которой нить накала имеет низкое
сопротивление.
Критическая скорость нарастания напряжения —
максимальное значение скорости нарастания прямого
напряжения, при котором не происходит самопроизволь-
ного переключения вентиля при заданных повторяющем-
ся напряжении и рабочей температуре.
2. Характеристики — величины, характеризующие
свойства вентилей при определенных условиях.
Ток удержания — минимальный прямой ток при ра-
зомкнутой цепи управляющего вывода, при котором ти-
ристор (симистор) еще находится в открытом состоянии.
Ток выключения — минимальный прямой ток, необ-
ходимый для поддержания тиристора (симистора) в от-
крытом состоянии непосредственно после переключения
при снятии управляющего импульса определенной ам-
плитуды и длительности.
Ток .удержания /уд и ток выключения/в— важные па-
раметры для расчета минимально допустимой нагрузки
регулятора (при токах, меньших /уд, регулятор не будет
работать) и для расчета работы при индуктивной
нагрузке. При индуктивной нагрузке система управ-
ления вентилем должна поддерживать сигнал на управ-
ляющем выводе до тех пор, пока ток через вентиль не
превысит величины 1В.
Отпирающий ток управления — наименьшее значение
тока управления, необходимого для переключения вен-
тиля.
Отпирающее напряжение управления — напряжение
управления, необходимое для получения отпирающего
тока управления.
Значения основных параметров наиболее распрост-
раненных тиристоров и симисторов, выпускаемых оте-
20
чественной промышленностью, приведены в табл. 1.
Сравнение параметров тиристоров и симисторов по-
казывает, что, несмотря на известные преимущества
(один вентиль вместо двух), симисторы имеют худшие
показатели по следующим параметрам: требуют увели-
ченную мощность управления; имеют более низкие до-
пустимые скорости нарастания прямого тока и напря-
жения. Эти недостатки до последнего времени сдержи-
вали широкое применение
симисторов для регуляторов
освещения.
Имеющиеся в настоящее
время тенденции в разработ-
ках новых типов симисто-
ров с лучшими параметрами
и некоторые новые схемные
решения позволяют надеять-
ся, что в скором будущем си-
мисторы найдут более ши-
рокое применение в регуля-
торах освещения.
Параметры цепей
управления тиристо- Рис. 8. Диаграмма управле-
р О в и с И М И с Т о р О в. Для ния тиристором (симистором).
обеспечения гарантирован-
ного включения управляемых вентилей параметры им-
пульсов управления должны выбираться в соответствии
с диаграммами управления, которые даются в каталож-
ных материалах для каждого типа вентиля. На рис. 8
показана диаграмма управления тиристором (симисто-
ром). Диаграмма управления ограничена:
1) верхними и нижними предельными вольт-ампер-
ными характеристиками цепи управления (кривые 1 и 2);
2) линиями допустимых значений тока /у.Доп, напря-
жения t/у.доп и мощности потерь в цепи управления
Proti',
3) значениями отпирающего тока и напряжения уп-
равления при самой низкой температуре (заштрихован-
ная область в левой нижней части диаграммы).
Амплитуда напряжения Ur и внутреннее сопротивле-
ние Rr источника (генератора) управляющих импульсов
выбираются следующим образом: для обеспечения на-
дежного включения нагрузочная характеристика должна
проходить выше заштрихованной области (линия Д'г),
но не выходить за кривую допустимой мощности. При
21
Рис. 9. Импульсно-фазовый
метод управления.
1 — импульс управления с фазой,
соответствующей току ft; 2 — то
же для тока 12.
этом линия нагрузки при ит=ит.Макс и ^"г=^г.мин не
должна пересекать линий допустимых значений тока,
напряжения и мощности потерь.
Длительность импульса управления должна быть та-
кой, чтобы к моменту его окончания ток через силовую
цепь превысил ток выключения.
Диаграммы управления вентилей и рекомендации по
выбору параметров цепи управления подробно изложе-
ны в [11—14].
Построение систем управления тирис-
торами и си мисторам и. Регуляторы освещения
предназначены для регулирования синусоидального пе-
ременного напряжения часто-
той 50 Гц, подаваемого на ис-
точники света. Поэтому для
их построения пригодны все
методы управления тиристора-
ми и симисторами на перемен-
ном токе.
Подавая на управляющий
электрод вентиля импульсы
с частотой сети и сдвигая мо-
мент подачи этих импульсов
во времени при синусоидаль-
ном анодном напряжении,
можно регулировать угол от-
пирания вентилей и, следова-
тельно, регулировать ток, про-
ходящий через вентиль.
В
более распространенным яв-
ляется
метод управления. При им-
пульсно-фазовом управлении на управляющий электрод
вентиля подаются сформированные импульсы иу с кру-
тым фронтом (рис. 9). Изменяя фазу этих импульсов от-
носительно фазы анодного напряжения, можно менять
угол отпирания тиристора. Импульсно-фазовый метод
управления обеспечивает четкое и стабильное регулиро-
вание угла отпирания тиристоров в диапазоне, близком
к 0—180°. Для создания фазосдвигающих устройств
в регуляторах используются полупроводниковые элемен-
ты, позволяющие создать маломощные и малогабарит-
ные системы управления.
настоящее время наи-
импульсно-фазовый
22
Рис. 10. Вертикальный метод управ-
ления.
«
освещения. Рассмотрим обоб-
Одной из наиболее распространенных разновидно-
стей импульсно-фазового метода управления является
вертикальный метод управления. Сущность вертикаль-
ного метода состоит в том, что на входе генератора уп-
равляющих импульсов производится сложение перемен-
ного (чаще всего пилообразного) напряжения с/п, син-
хронизированного с сетью и регулируемого по значению
постоянного напряжения 1Л=(РИС- Ю). В момент равен-
ства этих напряжений формируется управляющий им-
пульс. Изменяя значе-
ние постоянного напря-
жения, можно менять
угол отпирания вен-
тиля.
Подробно построе-
ние систем управления
изложено в [12—14].
Мы остановимся на си-
стемах управления, на-
шедших применение в
регуляторах освеще-
ния, и на особенностях
их работы в этих регу-
ляторах.
Построение схем
тиристорных регулято-
ров напряжения, при-
меняемых в регуляторе
щенную структурную схему [рис. 11] тиристорного р.е-
гулятора с импульсно-фазовым управлением, предна-
значенного для применения в качестве силового эле-
мента регулятора освещения.
Структурная схема, показанная на рис. 11, являет-
ся укрупненной и относится к различным вариантам по-
строения схем управления. Представленную схему мож-
но условно разделить на две части: силовую часть и си-
стему управления. К силовой части относятся: управля-
емые вентили У В, устройство защиты УЗ, дроссель
фильтра ДФ.
В качестве управляемых вентилей исполь-
зуется два тиристора, включенных встречно-параллель-
но, или симистор.
Параллельно вентилям включается цепочка /?ШСШ
для защиты от перенапряжений, возникающих при ком-
мутации вентилей.
23
Полупроводниковые управляемые вентили обладают
низкой перегрузочной способностью, что требует приме-
нения для них специальных устройств защиты.
Возможно применение двух способов защиты: а) путем
запирания тиристоров; б) путем разрыва силовой цепи
при помощи защитных аппаратов-предохранителей и ав-
томатических выключателей.
Рис. 11. Структурная схема тиристорного регулятора напряжения.
УВ — управляемые вентили; "УЗ — устройство защиты; ДФ — дроссель фильтра;
ГИ —генератор выходных импульсов; ФУ — фазосдвнгающее устройство; ВУ —
входное устройство; ДОС — датчик обратной связи; БП — блок питания;
БЭЗ — блок электронной защиты; ДТ — датчик тока.
Наиболее подходящими для защиты по второму
способу являются специальные быстродействующие пре-
дохранители ПНБ, защитная характеристика которых
хорошо согласуется с перегрузочной характеристикой
управляемых вентилей. Защитные характеристики авто-
матических выключателей хуже согласуются с перегру-
зочными характеристиками вентилей, однако они нахо-
дят широкое применение в тиристорных и симисторных
регуляторах освещения, так как с их помощью можно
также отключать цепь регулятора от сети, что очень
важно для оперативного ремонта или замены блока ти-
ристорного усилителя при работающей установке. Од-
нако из-за плохого согласования защитных характе-
ристик автоматических выключателей и перегрузочных
характеристик вентилей часто применяют автоматичес-
24
кие выключатели совместно с быстродействующей
электронной защитой.
Электронная защита состоит из датчика тока ДТ
и блока электронной защиты БЭЗ. В качестве датчика
тока могут применяться трансформатор тока или шунт,
последовательно включенный в цепь нагрузки. Блок
электронной защиты срабатывает при превышении
выходным напряжением трансформатора тока или шун-
та заданного значения и подает сигнал, запрещающий
работу схемы управления. В зависимости от построения
схемы сигнал запрета может поступать в любой из
блоков: ВУ, ФУ, ГИ.
Электронная схема защиты может работать в следу-
ющих режимах:
1) режим токовой отсечки — при превышении током
заданного значения схема защиты отключает регуля-
тор;' для его повторного включения необходимо отклю-
чить питание блока регулятора от сети (при этом схема
защиты обесточивается) рли специальным выключате-
лем отключить схему защиты; затем регулятор вновь
подключается к сети;
2) режим ограничения тока — при превышении то-
ком заданного значения схема защиты уменьшает угол
открытия вентиля и уменьшает ток до допустимого зна-
чения; этот способ иногда используют для ограничения
пускового тока при включении на холодную лампу;
3) комбинированный режим — при значениях тока
от номинального до допустимого значения /доп схема за-
щиты ограничивает ток, а при превышении величины
/доп схема защиты переходит в режим отсечки.
Из трех перечисленных режимов наиболее простым
и дешевым является режим отсечки тока, а наиболее
надежным и качественным, но более дорогим и слож-
ным — комбинированный режим. Выбор режима работы
производится в зависимости от технико-экономических
требований к регулятору.
На рис. 12 показан пример построения схемы элект-
ронной защиты в режиме отсечки. Напряжение со вто-
ричной обмотки трансформатора тока ТТ выпрямляет-
ся диодами Д1, Д2, и на конденсаторе С образуется по-
стоянное напряжение, пропорциональное амплитуде то-
ка нагрузки. При превышении током нагрузки опреде-
ленной величины начинает проходить ток через стабили-
трон ДЗ, включенный в цепи управляющего электрода
Вспомогательного тиристора Т. Тиристор Т переходит
в проводящее состояние, через него протечет ток' от ис-
точника Е, на резисторе R1 появляется падение напря-
жения, которое запирает схему управления (в данном
случае генератор импульсов Г И). Значение тока отсеч-
ки регулируется переменным резистором R2. Лампа Л
в цепи вспомогательного тиристора сигнализирует
о срабатывании защиты.
Дроссель фильтра имеет следующее назна-
чение:
Рис. 12. Пример построения схемы электронной
защиты.
а) ограничение скорости нарастания тока через ти-
ристор до допустимого значения в момент включения
тиристора;
б) ограничение величины бросков тока при включе-
нии регулятора на холодную лампу;
в) фильтрация высших гармоник в спектре тока на-
грузки, возникающих вследствие нёсинусоидальной фор-
мы тока; особое внимание необходимо обращать на
фильтр помех при применении тиристорных и симистор-
ных регуляторов в ’телестудиях, так как помехи могут
наводиться в звуковых цепях и цепях изображения;
г) уменьшение уровня звуковых помех, возникающих
в нитях накала при регулировании угла зажигания
управляемых вентилей; звуковые помехи являются
следствием действия электродинамических усилий, воз-
никающих между соседними отрезками нити накала.
К системе управления относятся: генератор импуль-
сов ГИ, фазосдвигающее устройство ФУ, входное
устройство ВУ, датчик обратной связи по напряжению
ДОС.
26’
Генёратор импульсов (ГИ) формирует сигна-
лы по мощности и длительности и служит для согласова-
ния схемы управления с управляемыми вентилями. Су-
ществуют два способа исполнения генератора импульсов:
с трансформаторным выходом и с бестрансформаторным
выходом.
Генераторы с трансформаторным выходом несколь-
ко сложнее в исполнении (за счет выходного импульс-
ного трансформатора), но позволяют более точно со-
гласовать выходное сопротивление генератора импульсов
с входными характеристиками управляемых вентилей.
Кроме того, выходной трансформатор позволяет изоли-
ровать схему управления от цепей 220 В, что значитель-
но облегчает проведение наладочных и проверочных
работ в схеме управления и устраняет возможность
попадания сетевого напряжения на полупроводниковые
элементы схемы.
Фазосдвигающее устройство (ФУ) произ-
водит сдвиг управляющих импульсов по фазе относи-
тельно синусоидального напряжения питания. Фазосдви-
гающее устройство должно выдавать импульсы, сдвину-
тые симметрично относительно кривой напряжения
в каждый полупериод питающего напряжения.
Для правильной работы ФУ управляющие импульсы
должны быть синхронизированы с моментом перехода
кривой напряжения через 0.
В системах фазо-импульсного управления тиристор-
ными регуляторами света нашли применение два основ-
ных способа построения ФУ: на основе iRC-цепей; с вер-
тикальным управлением.
Фазосдвигающее устройство по первому способу
строится на основе структурной схемы, изображенной
на рис. 13. На вход схемы подается переменное напря-
жение. Форма входного напряжения может быть сину-
соидальной или трапециевидной; важно лишь, чтобы
входной импульс напряжения был синхронизирован
с напряжением сети, т. е. начинался строго в начале по-
лупериода напряжения сети и кончался строго в конце.
При поступлении входного импульса в начале полупе-
риода конденсатор С начинает заряжаться через рези-
стор /?. К конденсатору подключен пороговый (релей-
ный) элемент ПЭ, настроенный на определенный порог
срабатывания Ubp. Когда напряжение на конденсаторе С
достигает Ucv, пороговый элемент срабатывает и на его
выходе появляется импульс напряжения. Если изменять
27
Сбпротийленне резистора R, то меняются постоянная
времени заряда и, следовательно, время срабатывания
ПЭ относительно начала полупериода. В качестве пере-
менного зарядного резистора R можно использовать
транзистор, меняя напряжение на его базе; в этом слу-
чае сдвигом фазы можно управлять дистанционно, ме-
няя напряжение базы транзистора. В качестве порого-
вого элемента используют однопереходные транзисторы,
переключающие диоды, релейные схемы на транзисто-
рах [12, 13].
Рис. 13. Структурная схема
ФУ с RC-цыъю.
Рис. 14. Структурная схема
ФУ с вертикальным управле-
нием.
Достоинством схемы ФУ с 7?С-цепями является их
простота, однако на их основе трудно построить высоко-
качественную систему фазового сдвига.
Фазосдвигающие устройства с вертикальным управ-
лением позволяют осуществлять регулировку в диапа-
зоне, близком к 0—180°, но являются более сложными.
Структурная схема ФУ с вертикальным управлением
показана на рис. 14. Фазосдвигающее устройство состо-
ит из синхронизирующего устройства СУ, вырабатываю-
щего импульсы пилообразной формы синхронно с напря-
жением сети, и схемы сравнения СС, вырабатывающей
импульс при равенстве пилообразного напряжения и по-
стоянного управляющего напряжения.
Входное устройство (ВУ) предназначено для
согласования входного сигнала и сигнала обратной свя-
зи с ФУ. В простых схемах ВУ может отсутствовать или
совмещаться с ФУ.
Датчик сигнала обратной связи (ДОС)
предназначен для введения в схему управления сигнала
обратной связи, пропорционального выходному напряже-
нию и необходимого для стабилизации выходного на-
пряжения. В зависимости от необходимого вида харак-
28
и технико-экономи-
Рис. 15. Шунтирова-
ние индуктивной на-
грузки активным со-
противлением.
эвые элементы ре-
тёристики вход —выход регулятора ДОС может содер-
жать нелинейные элементы, формирующие заданную
характеристику.
Блок питания (БП) содержит один или несколь-
ко источников питания (в зависимости от сложности
схемы).
Разобранная структурная схема является обобщен-
ной и предназначена для пояснения функциональных
свойств элементов регулятора. Реальные схемы управле-
ния в зависимости от их назначения
ческих показателей могут содер-
жать все указанные устройства или
часть из них. В зависимости от
схемного решения могут быть сов-
мещены функции отдельных
устройств в одном, например (ВУ-|-
+ ФУ), (ФУ+ГИ), (ВУ+ФУ+ГИ).
В простых и дешевых регуляторах
могут отсутствовать блоки ДОС,
БЭЗ; в них могут применяться про-
стые бестрансформаторные блоки
питания БП.
Особенности работы тиристор-
ных регуляторов на индуктивную
нагрузку. Как указывалось выше, си
гулятора освещения должны быть рассчитаны на рабо-
ту с активно-индуктивной нагрузкой. Такого рода на-
грузкой являются люминесцентные лампы и понижаю-
щие трансформаторы для питания низковольтных ламп.
Для работы управляемых вентилей на активно-ин-
дуктивную нагрузку должно выполняться условие, чтобы
за время длительности управляющего импульса ток че-
рез вентиль успел вырасти до величины, превышающей
ток выключения /в. Так как индуктивность нагрузки до-
статочно велика (cos <р до 0,5), то требуется подавать
управляющие импульсы большой длительности, что свя-
зано со значительным усложнением схемы. Для того
чтобы обеспечить работу с активно-индуктивной нагруз-
кой при коротких управляющих импульсах, применяют
следующие технические решения:
1. Шунтирование нагрузки активным сопротивлени-
ем (рис. 15). Значение сопротивления определяется:
7?
U
/в’
29
Где V—амплитуда напряжения питания; /в — ток вы-
ключения тиристора или симистора.
Для снижения мощности потерь в шунте можно
шунтировать нагрузку ^С-цепью.
2. Управление при помощи пачки коротких импульсов
или формирование импульсов управления большой дли-
тельности.
В отечественных регуляторах освещения применяет-
ся первый способ, так как он не требует усложнения
схемы управления.
Регуляторы напряжения на тиристорах РТ-5-220,
РТ-10-220 применяются в качестве силового элемента для
наиболее распространенных регуляторов освещения ти-
пов «Старт-бОП», «Старт-120П». Параметры регулято-
ров приведены в табл. 2. В состав регулятора входят
собственно регулятор напряжения и дроссель фильтра,
устанавливаемый отдельно.
Таблица 2
Параметр Тип регулятора
РТ-5-220 РТ-10-220
Мощность нагрузки номинальная, кВ-А 5 10
Ток нагрузки номинальный, А . . 22,5 45
Пределы регулирования выходного напряжения, В 0—220 0—220
Напряжение питания, В 260+13 260+13
Частота питающей сети, Гц . . . Напряжение управления (постоян- ного тока), В 50 50
0—6,5 0—6,5
Коэффициент полезного действия 0,98 0,98
Коэффициент мощности прн номи- нальном режиме и использова-
нин в качестве нагрузки ламп накаливания, не менее .... 0,8 0,8
Коэффициент мощности при номи- нальном режиме и использова- нии в качестве нагрузки люми- несцентных ламп, не менее . . 0,5 0,5
Масса, кг, не более 10 10
Масса дросселя фильтра ДФ, кг,
не более 7 7
Размеры, мм 226X214X435 226X214X435
' Конструктивно регуляторы РТ-5-220 и РТ-10-220
одинаковы и отличаются только типами установленных
на них тиристоров (Т-50 для РТ-5-220 и Т-160 для
РТ-10-220).
30
Стоуктурная схема регуляторов аналогична схеме,
показанной на рис. 11. В силовой части устройства за-
птиты УЗ применен автоматический выключатель,
Гу о —два тиристора Т1 и Т2. Конструктивно автомати-
ческий выключатель и дроссель фильтра ДФ располо-
жены отдельно от регулятора (см. далее описание шка-
фа тиристорных регуляторов ШТР).
Рис. 16. Схема электрическая принципиальная генератора вы
ходных импульсов ГИ.
Рассмотрим более подробно работу схемы управле-
ния. Описание схемы и обозначение элементов приводят-
ся для схемы регуляторов РТ-5-220, РТ-10-220,
выпускаемых с 1973 г.
Генератор выходных импульсов (ГИ)
представляет собой импульсный усилитель на транзисто-
ре ПП4, нагруженный ма выходной импульсный транс-
форматор ТИ (рис. 16). Со вторичных обмоток транс-
форматора импульсы поступают на управляющие элект-
роды силовых тиристоров Т1 и Т2. Диоды Д19, Д20 во
вторичных обмотках трансформатора предназначены для
защиты управляющих электродов тиристоров от напря-
жения обратной полярности, которые возникают при ра-
боте импульсного трансформатора. Конденсаторы С8, С9
защищают управляющие электроды тиристоров от ком-
мутационных перенапряжений.
Первичная обмотка импульсного трансформатора
зашунтирована диодом Д17, который защищает коллек-
тор транзистора ПП4 от перенапряжений, возникающих
при коммутации индуктивной нагрузки — импульсного
трансформатора.
31
В эмиттерную цепь транзистора ПП4 включена цепь
смещения Д16—R21. Падение напряжения на диоде
Д16 от тока, проходящего через цепь Д16—R21, состав-
ляет 0,2—0,5 В и создает смещение эмиттер — база,
запирающее транзистор ПП4 в исходном состоянии
(при отсутствии сигнала на базу). Управляющий
сигнал на базу транзистора ПП4 поступает с фазо-
сдвигающего устройства при разрядке конденсатора С7
через резистор R15 и транзисторы ПП2, ППЗ.
6)
Рис. 17. Фазосдвигающее устройство ФУ.
а —схема электрическая принципиальная; б —диаграммы работы; /-*
для (7у™6,5 В; 2— для <7у«-3 В; 3 —для С7у—0.
32
Работа фазосдвигающего устройства ФУ
(рис. 17) основана на изменении постоянной времени
заряда конденсатора С7. В качестве релейного элемента,
реагирующего на определенное напряжение на конден-
саторе С7, применена схема на транзисторах ПП2, ППЗ.
Фазосдвигающее устройство работает следующим обра-
зом: со стабилитронов СТ1, СТ2 (находящихся в блоке
питания) на схему ФУ подается трапециевидное напря-
жение Ui. Напряжение Ut используется для заряда кон-
денсатора С7 и для получения опорного напряжения ре-
лейного элемента U2. Опорное напряжение 1/2 образует-
ся при помощи делителя R19, R20 и подается на общую
точку база ПП2 — коллектор ППЗ. Коллектор ПП2
и база ППЗ также соединены. При таком включении
транзисторов получается полупроводниковый релейный
элемент, обладающий следующими свойствами: пока
напряжение Us<U2, оба транзисторы закрыты; при
и^-П2 оба транзистора открываются и конденсатор С7
разряжается по цепи: эмиттер 77/72 — коллектор ПП2 —
база ППЗ — эмиттер ППЗ — резистор R15— диод Д16 —
эмиттер ПП4 — база ПП4. Током, проходящим через
цепь эмиттер — база ПП4, транзистор ПП4 откры-
вается.
На этом свойстве реле ПП2 — ППЗ основана работа
ФУ. В начале каждого полупериода, как только появля-
ется напряжение 7/ь начинается заряд конденсатора С7
через резисторы R12, R17 и параллельно соединенные
резисторы R18 и RSKi. RaKi —- сопротивление цепи эмит-
тер— коллектор транзистора ПП1. Сопротивление
резисторов R18 и RaKi много больше, чем R12 и R17.
Поэтому скорость заряда конденсатора определяется
резисторами R18 и RaK\. Падение напряжения на рези-
сторах R12, R17 действует как источник смещения в це-
пи эмиттера ПП1, стабилизируя ток заряда конденсато-
ра С7. Значение RaK\ изменяется при изменении напря-
жения, подаваемого на схему ФУ со входного устройства
ВУ. Параметры цепи заряда подобраны таким образом,
что при изменении напряжения управления от 0 до 6,5 В
постоянная времени цепи заряда конденсатора С7
меняется в диапазоне, который обеспечивает регули-
рование фазы появления сигнала 77фу примерно от
10 до 160°.
Во входном устройстве ВУ (рис. 18, а) про-
изводится сложение сигналов и вырабатывается сиг-
3—369
33
нал t/вх, который подается на вход ФУ. В ВУ поступают
следующие сигналы: напряжение управления U7, напря-
жение задержки изал, напряжение обратной связи 0о.с
и напряжение смещения t/CM-
Напряжение изал формируется внутри ВУ на схеме
задержки, состоящей из транзистора ПП5, конденсатора
С1 и резисторов R5 — R8.
Схема задержки работает только в переходных ре-
жимах при резком изменении сигнала управления и
предназначена для задержки нарастания сигнала ,t/BX
Рис. '1в. Входной блок.
a — схема электрическая принципиальная; б — схема суммирования напря
женнй.
при резком увеличении сигнала U7. При резком (скач-
кообразном) увеличении сигнала t/y без схемы задерж-
ки возможно появление больших ударных токов через
регулятор, если при этом лампа находится в холодном
состоянии и ее нить накала имеет низкое сопротивление.
Действие схемы задержки проявляется в том, что при
резком увеличении U7 напряжение на конденсаторе С1
медленно нарастает за счет заряда конденсатора через
сравнительно большие резисторы R7, R8. Поэтому вна-
чале транзистор ПП5 закрыт и в цепь t/их включены
резисторы R5 и R6, на которых падает напряжение t/зад.
По мере увеличения напряжения на С1 транзистор ПП5
34
начинает открываться и его коллекторная Цепь шунти-
рует резистор R6, уменьшая значение Дзад (сопротивле-
ние резистора R5 много меньше сопротивления R6 и
поэтому не влияет на t/зад! R5 определяет начальный,
режим работы ПП5). В установившемся состоянии (пос-
ле окончания заряда С1) падение напряжения t/зад
составляет несколько десятых долей вольта.
Напряжение обратной связи U0.c подается с датчика
обратной связи ДОС. При помощи напряжения 1/0.с
Рис. 19. Схема электрическая принципиальная датчика обратной свя-
зи ДОС.
осуществляется стабилизация выходного напряжения при
изменении напряжения сети и мощности нагрузки.
Напряжение смещения UCM, при помощи которого
устанавливается начальный режим работы регулятора
(значение выходного напряжения при t/y=0) поступает
с резистора R11.
Как видно из рис. 18,6, напряжение t/Bx, подаваемое
с ВУ на ФУ, равно следующей сумме:
t/|ix=:t/y—Д3ад+ t/см—До.с-
Датчик сигнала обратной связи ДОС
(рис. 19) состоит из понижающего трансформатора
Тр-2, резисторов Rl, R9, выпрямительного моста Д8—
ДП, конденсатора СЗ и нелинейного сопротивления —
варистора В. Первичная обмотка трансформатора под-
ключена к выводам нагрузки. Таким образом, на вторич-
ной обмотке трансформатора напряжение t/г пропорцио-
нально напряжению на нагрузке. После регулировочно-
го резистора R1 часть этого напряжения поступает на
выпрямительный мост Д8 — ДП и конденсатор фильтра
СЗ. Если бы в схеме не было варистора В, то на рези-
сторе R9 получалось бы постоянное напряжение, которое
пропорционально среднему значению напряжения на
3* 35
нагрузке. Однако для регулирования яркости источников
света необходимо поддерживать в заданных пределах
не среднее, а действующее значение напряжения. Варис-
тор имеет нелинейную характеристику, которая может
быть выражена формулой
I = AU9,
где I и U — значения тока и напряжения варистора;
Р — коэффициент нелинейности.
Рис. 20. Схема электрическая принципиальная блока электронной за-
щиты БЭЗ.
Для варисторов СН-1-2-15 0=1,8-5-3,5; средняя вели-
чина 0 в диапазоне стабилизации 180—220 В равна 2.
При этом напряжение обратной связи Uo.c получается
пропорциональным действующему значению напряжения
на нагрузке.
Резистор R4 (1 кОм, 10 Вт) в цепи первичной обмот-
ки трансформатора Тр2 предназначен для ограничения
тока в обмотке в случае выхода из строя одного из ти-
ристоров. При работе только одного тиристора через
обмотку течет ток одной полярности (однополярные
импульсы полусинусоидальной формы), для которого
обмотка имеет малое сопротивление и ток возрастает
до недопустимого значения.
Блок электронной защиты БЭЗ (рис. 20)
предназначен для быстродействующей защиты тиристо-
ров регулятора от аварийных токов. Датчиком тока яв-
ляется трансформатор ТрЗ, первичная обмотка которого
включена последовательно с тиристорами. Напряжение
36
со вторичной обмотки, пропорциональное току нагрузки,
выпрямляется двухполупериодным выпрямителем Д21 —
Д22 и поступает на конденсатор фильтра С6. Выпрям-
ленное и сглаженное напряжение подается на стабилит-
рон СТ4. Параметры схемы подобраны таким образом,
что при превышении током нагрузки трехкратной вели-
чины через стабилитрон СТ4 проходит ток на управляю-
щий электрод вспомогательного тиристора ТЗ. При
включении тиристора ТЗ ток начинает проходить через
Рис. 21. Схема электрическая принципиальная блока питания БП.
цещ> БП — Д18 — R23 — Л2—ТЗ — БП и загорается
лампа Л2, которая сигнализирует о срабатывании защи-
ты. При включении тиристора ТЗ падение напряжения
на диоде Д18 становится очень малым и он шунтирует
цепь разряда конденсатора С7, препятствуя прохожде-
нию импульсов на базу транзистора ПП4. Для выклю-
чения тиристора ТЗ необходимо отключить регулятор
от сети и затем вновь включить его.
В регуляторах выпуска до 1973 г. схема БЭЗ не-
сколько отлична от описанной. В ней отсутствует сиг-
нальная лампа Л2 и тиристор ТЗ шунтирует не управ-
37
ляющие импульсы, поступающие на базу транзистора
ПП4, а цепь питания транзистора ПП4.
Блок питания БП (рис. 21) предназначен для
питания ГИ, ФУ и получения напряжения смещения.
Блок питания состоит из двух выпрямителей. Оба вы-
прямителя собраны на диодах.
1. Выпрямитель на диодах ДЗ—Д6 типа Д226Б слу-
жит для получения трапециевидного напряжения, которое
получается после ограничения выпрямленного напряже-
ния стабилитронами СТ1, СТ2. С этого же выпрямителя
через разделительный диод Д7 напряжение поступает
на стабилизатор напряжения смещения. Стабилизатор
выполнен на стабилитроне СТЗ. Диоды Д12 — Д14,
включенные в цепь стабилитрона, служат для термоком-
пенсации напряжения смещения.
2. Выпрямитель на диодах Д1, Д2 служит для пита-
ния генератора импульсов ГИ. Конденсатор С5 сглажи-
вает пульсации выпрямленного напряжения. На выходе
выпрямителя включена сигнальная лампа Л1 наличия
напряжения питания.
Подробный анализ работы регуляторов РТ изложен
в [3].
3. РЕГУЛЯТОРЫ ОСВЕЩЕНИЯ «СТАРТ».
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
И КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
Регуляторы освещения типа «Старт» — четырехпро-
траммные регуляторы с ручным программированием;
в качестве регуляторов напряжения в них используются
тиристорные регуляторы напряжения.
Регуляторы «Старт» — первые отечественные регуля-
торы с применением электроники как в системе управле-
ния, так и в силовой части. За время, прошедшее с начала
их выпуска, регуляторы подвергались значительным из-
менениям. В данном параграфе описаны регуляторы
«Старт-бОП», «Старт-120П», выпускаемые в настоящее
время.
Регуляторы освещения типа «Старт» предназначены
для плавного регулирования яркости источников света
(ламп накаливания и люминесцентных ламп специаль-
ного исполнения со специальными ПРА) в театрально
зрелищных предприятиях и телестудиях.
38
Лгновиыё технические данные регуляторов
00 „Старт-120П“:
Количество регулируемых цепей
сценического освещения...................
несценического освещения.................
Номинальная мощность, кВ-А....................
Напряжение питающей сети трехфазного тока
частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью,
В..........................................
Номинальная мощность одной регулируемой цепи,
кВ-A, при применении регулятора напряжения:
РТ-10-220 ...............................
РТ-5-220 ................................
Диапазон изменения напряжения на нагрузке, В
Количество предварительно набираемых световых
программ...................................
Режим работы..................................
освещения типа
120
12
500
380+5®/о
10
5
(10-4-220)+2,5°/»
4
Продолжительный
Технические данные регулятора «Старт-бОП» отли-
чаются количеством регулируемых цепей (60) и номи-
нальной мощностью (250 кВ-А).
Регуляторы рассчитаны на работу в закрытом
вентилируемом помещении при температуре окружающе-
го воздуха от +5 до +40°С и относительной влажности
не более 80% при -р-ЕЮ^С.
Таблица 3
Наименование
Количество (шт.)
.Старт-60П- .Старт-120П”
Пульт управления:
ПУ-120П
ПУ-60П
Пульт несценического освещения
ПНО-24
Шкаф тиристорных регуляторов напря-
жения:
i ШТР-12-5
ШТР-12-10
Автотрансформатор АТ-250
Вводное устройство ВУ-250
Шкаф секционный СШ-1-250 или
СШ-2-250
Шкаф избирательной коммутации
ШИК-60/105-50
Стойка промежуточной коммутации:
СПК-60
СПК-120
Шины токоведущне, принадлежности
Для монтажа, аапасные инструменты и
принадлежности, комплект
1
1
1
1
5
1
1
*1
9
2
2
2
1
2
2
1
2
1
а»
В комплект регуляторов освещения «Старт-бОП»,
«Старт-120П» входят устройства, приведенные в табл. 3.
Регуляторы освещения являются четырехпрограм-
мными регуляторами яркости источников освещения
с ручным управлением и позволяют:
1) регулировать яркость многих источников света
одновременно или индивидуально, независимо один от
другого;
СПК-120
Питание пу/мта
Источники свети
Рис. 22. Структурная схема регулятора «Старт-120».
2) набирать предварительно четыре световые про-
граммы;
3) производить световые переходы (смену световых
программ), т. е. плавно изменять яркость источников
света от одного уровня до другого уровня; при этом
разные регулируемые группы могут иметь различные
уровни яркости; смена световых программ может произ-
водиться вручную одновременно для одной или несколь-
ких групп источников света с определенной скоростью
в определенной последовательности.
Регулятор освещения является комплектной установ-
кой, состоящей из нескольких устройств. На рис. 22
приведена упрощенная структурная схема регулятора
40
«Старт-120П». Всю схему регулятора освещения можно
условно разбить на две части — силовую часть, в кото-
рую входят система питания и система регуляторов
напряжения, и систему управления.
Силовую часть регулятора составляют: тиристорные
регуляторы напряжения РТ, повышающий автотранс-
форматор АТ, вводное устройство ВУ, секционный шкаф
СШ, шкаф избирательной коммутации ШИК,.
К системе управления относятся пульты управления
ПУ и ПНО и стойки промежуточной коммутации СПК.
Напряжение питающей сети поступает в вводное уст-
ройство ВУ, в котором расположены коммутационная
аппаратура и повышающий автотрансформатор АТ.
С выхода автотрансформатора А Т питание поступает на
тиристорные регуляторы напряжения РТ, которые яв-
ляются исполнительными элементами регулятора, изме-
няющими напряжение питания источников света.
Силбвая часть регулятора «Старт-120П» разбита на
две независимые секции, шины питания которых при
помощи коммутационной аппаратуры, установленной
в секционном шкафу СШ, могут быть соединены для
питания только от одного питающего ввода (в том слу-
чае, если другой ввод отключается).
Соединение выходных цепей регулятора с нагрузкой
производится при помощи шкафа избирательной комму-
тации ШИК.
Соединение цепей управления и питания пультов
с регуляторами РТ и вводным устройством ВУ произво-
дится через стойки промежуточной коммутации СПК.
Управление выходным напряжением тиристорных
регуляторов производится при помощи маломощного
сигнала постоянного тока, подаваемого с пультов управ-
ления ПУ и ПНО. На пультах управления производятся
предварительный набор и воспроизведение четырех све-
товых программ.
Регулирование освещения во всех цепях производит-
ся по одному принципу. Далее рассматривается принцип
регулирования освещения на примере одной цепи, пока-
занной на рис. 23.
Нагрузка регулируемой цепи в виде ламп накалива-
ния или группы люминесцентных ламп подключается
к выходу тиристорного регулятора напряжения. Выход-
ное напряжение тиристорного регулятора, равное напря-
жению на нагрузке, зависит от управляющего входного
Напряжения, поступающего с пульта управления.
41
Напряжение последовательно соединенных вторич-
ных катушек четырех индуктивных датчиков ИД1 — ИД4
выпрямляется, сглаживается конденсатором С и посту-
пает на вход тиристорного регулятора напряжения РТ,
следовательно, входное напряжение тиристорного регу-
лятора равно сумме выходных напряжений четырех об-
моток датчиков. Выходные напряжения индуктивных
датчиков определяются положениями ферритовых сер-
дечников, механически связанных с рычагами (ручками
управления) РУ, которые могут перемещаться вдоль
шкалы с делениями.
Рнс. 23. Структурная схема регулирования одной цепи.
Возможность предварительного набора и воспроиз-
ведения нескольких световых программ основана на
том, что при помощи схемы управления напряжение пи-
тания может быть подано только на какой-либо один из
датчиков. При этом" состояние других датчиков не дол-
жно влиять на величину выходного напряжения, так как
на них питание не поступает. Схема управления собрана
на автотрансформаторах А1— А4.
Датчик, на который бодается питание, называют «ак-
тивным». Датчик, на который питание не подается, назы-
вают «пассивным». При подаче питания на «активные»
датчики состояние «пассивных» датчиков не влияет на
значение выходного напряжения, и рычаги этих датчиков
можно перемещать, производя набор очередных прог-
рамм. Автотрансформатор А4 регулирует напряжения
питания датчиков. Автотрансформаторы А1—АЗ плав-
но переводят напряжение питания с датчиков одной
48
I Число цепей управления
.Напряжение питающей
программы на датчики другой программы. При этом
напряжение данной цепи определяется суммой напря-
жений, приложенных к первичным обмоткам датчиков,
и положением ферритовых сердечников. Так как сумма
всех напряжений, приложенных к первичным обмоткам,
остается постоянной, равной напряжению питания, и на-
пряжение питания каждого датчика изменяется линей-
но при перемещении движков автотрансформаторов, то
при переходе с программы на программу выходное на-
пряжение датчиков также изменяется линейно. Соот-
ветственно линейно (приближенно) изменяется выходное
напряжение тиристорных регуляторов РТ.
Пульт управления ПУ предназначен для ручного
дистанционного управления выходным напряжением
тиристорных регуляторов напряжения.
данные пультов управления:
ПУ-120П ПУ-60П
................. . 120 60
сети трехфазного тока
1 частотой 50 Гц, В ...................... 380/220 380/220
Потребляемая мощность, кВ-А.............. 1,0 0,6
Число предварительно набираемых световых про- •
. грамм................................... 4 4
^Пределы изменения напряжения сигнала управле-
ния, В..................................(0,24-6,5) ^3%
Ток сигнала управления, мА, не более...... 1 1
К МасСа, кг, не более....................... 450 300
Пульт управления выполнен в виде стола с наклон-
► ной лицевой панелью (рис. 24). В средней части пульта
’ расположена панель управления. По обе стороны от па-
5 нели управления размещены индуктивные ручки управ-
£ ления, рычаги которых выступают над лицевой панелью
и могут перемещаться вдоль шкалы с нанесенными на
|. ней делениями от 0 до 10. Цена одного деления соответ-
ствует 10% регулируемого диапазона выходного напря-
Сжения. Подключение цепей питания и управления про-
’ изводится через клеммные панели 1—5. Для доступа
к клеммным панелям и другим элементам, расположен-
I ным внутри пульта, предусмотрены съемные облицовоч-
I ные панели. Внутри пульта находятся утроитель часто-
[ ты и понижающие трансформаторы.
Панель управления может откидываться на петлях,
что обеспечивает возможность доступа к монтажу.
В верхней части пульта установлена люминесцентная
лампа 8 местного освещения. Кожух лампы съемной
43
конструкции. Пульт установлен на передвижной раме-
основании с четырьмя роликами. Снизу рама открыта
для ввода внешних электрических соединений. На пане-
ли управления размещены органы управления пульта,
предохранители и сигнальные лампы.
На рис. 25 показана функциональная схема пульта
управления. Пульт имеет два независимых ввода пита-
Рис. 24. Пульт управления ПУ.
/—4 —клеммные платы цепей управления; 5 — клеммные платы ввода питания;
б — индуктивные датчики; 7 — панель управления; 8 — лампа местного освеще-
ния; 9 — панель понижающих трансформаторов.
ния трехфазной сети переменного тока 380 В, с глухоза-
земленной нейтралью, частотой 50 Гц (ввод 1 и ввод 2)
и переключатель ввода В1. Питание при помощи пере-
ключателя В2 может быть подключено к одному из двух
утроителей частоты УЧ1, У42. Напряжение питания ча-
стотой 150 Гц с утроителей поступает на автотрансфор-
матор уровня АУ. Переключатель ВЗ подключает к схе-
ме выход одного из утроителей. Конденсаторы С1 и С2
служат для стабилизации работы утроителей. После А У
питание поступает на автотрансформатор перевода про-
граммы АПП и в зависимости от положения его движка
может быть подано на автотрансформаторы перевода
1-й, 2-й программ (АПГ1, АП1, АП2, АПЗ) или на авто-
трансформаторы перевода 3-й, 4-й программ (АПГ2,
44
АП4, АП5, АП6). К каждому йз этйх автотрансформа-
торов присоединяются понижающие трансформаторы
(Тр1— Тр16), с которых получают питание индукцион-
ные датчики. Со вторичной обмотки каждого трансфор-
матора получают питание датчики одной программы,
расположенные в одном горизонтальном ряду пульта.
Таким образом, перевод программ для цепей, ручки
управления которых расположены в одном горизонталь-
Рис. 25. Схема электриче-
ская функциональная пульта
управления ПУ.
45
ном раду, может производиться автотрансформаторами
АПГ1, АПГ2, АП1 — АП6. Раздельный перевод возмо-
жен в том случае, если переключатели В4—В9 находят-
ся в положении 1. Если же переключатели какого-либо
ряда находятся в положении 2, то питание всех датчиков
производится от автотрансформаторов АПГ1 или АПГ2
f7V
Рис. 26. Ручка управления индуктивная.
и перевод программ датчиков этого ряда производится
автотрансформаторами АПГ1 и АПГ2.
Ручка управления индуктивная. Индуктивные датчи-
ки в ручке управления (рис. 26) собраны попарно на
пластине 1. В каждом датчике имеются первичные 2 и 3
и вторичные 4 и 5 катушки, между которыми переме-
щаются ферритовые сердечники 6. 7, механически свя-
46
занные с рычагами 8, Р.
Рычаги выступают за об-
лицовку 12 с делениями
от 0 до 10. На выступаю-
щие части рычагов надеты
разноцветные пластмас-
совые наконечники 13.
При перемещении ру-
чек управления феррито-
вый сердечник переме-
щается внутри катушек
датчика. При этом изме-
g няются взаимоиндукция
между катушками и вы-
ходное напряжение на
вторичной катушке. Для
уменьшения потоков рас-
яния и влияния датчи-
ков друг на друга катуш-
ки датчиков закрыты эк-
ранами 10 из электротех-
ической стали. Присое-
инение датчиков к схеме
льта производится при :
ма 15. Регулировка начального положения сердеч-
ника производится при помощи резьбовой втулки 11.
(Регулировка максимальной величины выходного напря-
Рис. 27. Схема электрическая
принципиальная индуктивного дат-
чика.
помощи штепсельного разъ-
+{От
=±= а
=t cz
ДЧ
Девая старо- Программы Правая сторона
на пульта пульта
'Рис. 28. Схема соединения вторичных катушек индуктивных дат-
чиков.
47
Д/ Д2
-Kh
IS.ZJ
Жения производится перемещением катушки 2 относи-
тельно регулировочного винта 14.
На рис. 27 показана электрическая схема одного дат-
чика, а на рис. 28 — схема соединения четырех вторич-
ных катушек датчиков. Выход цепи четырех индуктив-
ных датчиков подключен на вход мостовой схемы выпря-
мителя, с которого снимается управляющее напряжение
постоянного тока.
Конденсатор С служит для сглаживания пульсаций
на выходе индуктивных датчиков.
Шкаф тиристорных регуляторов типа ШТР-12 пред-
назначен для установки и присоединения к общей схеме
12 тиристорных регуляторов напряжения.
В зависимости от типа устанавливаемых тиристор-
ных регуляторов напряжения шкаф ШТР-12 выпускает-
ся двух типов: ШТР-12-5 для установки тиристорных
регуляторов напряжения типа РТ-5-220 и ШТР-12-10 для
установки тиристорных регуляторов напряжения типа
РТ-10-220.
Каждый из этих шкафов обеспечивает:
1) установку и присоединение к схеме 12 тиристор-
ных блоков типа РТ-5-220 или РТ-10-220;
2) установку и присоединение к схеме шести блоков
дросселей, в каждом из которых находятся по два дрос-
селя фильтра ДФ;
3) установку аппаратуры защиты отходящих линий
нагрузки от перегрузок и коротких замыканий.
Масса шкафа ШТР-12 без установленных тиристор-
ных регуляторов напряжения 100 кг, с установленными
тиристорными регуляторами напряжения 350 кг. Конст-
рукция шкафа ШТР показана на рис. 29.
Шкафы ШТР-12-5 и ШТР-12-10 одинаковы по конст-
рукции, габаритным и установочным размерам. Отлича-
ются шкафы друг от друга лишь сечением монтажного
провода силовых цепей, рассчитанным соответственно на
токи 23 или 45 А.
Питание к тиристорным регуляторам напряжения
подводится с общих шин 1, 2, которые прокладываются
сверху (три фазные шины 1) и снизу (нулевая шина 2)
после установки и сборки нескольких шкафов. Шкафы
ШТР-12 могут также изготовляться с шинами, секциони-
рованными на каждый шкаф отдельно.
Цепи нагрузки и управления подсоединяются к шка-
фу через клеммные панели КП1, КП2 и нулевую шину,
расположенные в нижней части шкафа.
48
тиристорных регуляторов РТ и
'ис. 30. Схема соединения блока
лека дросселей БД.
-369
49
Конструктивно регуляторы напряжения РТ состоят
из двух частей: блока тиристорного регулятора РТ
и блока дросселей фильтра БД.
Схема соединения блоков приведена на рис. 30.
Блоки дросселей БД размещены в верхних ячейках,
а тиристорные блоки РТ в количестве 12 шт.— в нижних
ячейках шкафа. Присоединение блоков к схеме шкафа
производится при помощи штепсельных разъемов, нахо-
дящихся в задней части блока.
В зависимости от типа тиристорного регулятора на-
пряжения (РТ-5-220 или РТ-10-220) блоки дросселей
фильтров также применяются двух типов: БД-2/5-220
или БД-2/10-220. Оба типа блоков дросселей фильт-
ра ДФ имеют одинаковые размеры и электрические схе-
мы и отличаются только установленными на них авто-
матическими выключателями А с разным током расце-
пителя и типами дросселей.
Нагрузка включена последовательно с тиристорами,
дросселем фильтра и автоматическим выключателем А.
Резистор Р с помощью тумблера В может включаться
параллельно нагрузке. Резистор Р необходимо включать
в следующих случаях:
1) при работе с индуктивной нагрузкой (люминес-
центные лампы, понижающие трансформаторы для низ-
ковольтных ламп);
2) при работе с нагрузкой малой мощности (менее
100 Вт) для обеспечения более устойчивой работы регу-
лятора при малой нагрузке.
Во всех остальных случаях резистор рекомендуется
отключать для уменьшения тепловых потерь.
Вводное устройство ВУ-250 предназначено для прие-
ма, преобразования и распределения электрической энер-
гии на силовые и управляющие устройства регулятора
освещения, а также для защиты цепей питания пульта
от токов короткого замыкания и перегрузок. Вводное
устройство ВУ-250 выпускается в двух исполнениях:
ВУ-250Л и ВУ-250П. Оба исполнения имеют одина-
ковые технические данные, схемы и отличаются только
местом вывода шин.
Основные технические данные ВУ-250:
Напряжение питания трехфазной сети переменного тока, с
глухозаземленной нейтралью, В........................... 380j49
Частота, Гц.............................................. 50
Номинальная мощность, кВ-А............................... 250
50
Рис. 31. Вводное устройство ‘ВУ-250.
Wrt 3-tTi OR
Рис. 32. Схема электрическая принципиальная ВУ-2'50.
В1— переключатель УП 5313-С-142; В2, ВЗ — выключатель неавтоматический
А3144/7; В4 — выключатель автоматический АСТ-3 на 5 А; В5 — выключатель
автоматический АСТ-3 на 25 А; Тр1—ТрЗ — трансформаторы тока ТШ-20-600/5;
41— резистор ПЭВ-20 2 кОм; А1—АЗ — амперметр Э378; V — вольтметр Э378;
Л1 — лампа коммутаторная КМ-24-90.
4* 51
Выходное напряжение цепей питания тиристорных регуля-
торов, В ............................................. 436+22
Выходное напряжение цепей питания пульта и накала лю-
минесцентных ламп, В.................................. 380+19
Номинальный ток цепей накала люминесцентных ламп, А 25
Масса (совместно с АТ-250), кг........................ 750
Конструктивно ВУ-250 представляют собой шкафы
бескаркасного типа, в нижней части которых размещены
автотрансформаторы АТ-250 (рис. 31). Все остальное
электрооборудование размещено в верхней части шка-
фов. На дверях шкафов размещены контрольно-измери-
тельные приборы и переключатели.
Присоединение цепей питания пульта управления.
накала люминесцент-
ных ламп осуществляет-
ся через клеммные пла-
ты КП, установленные в
ВУ-250Л и ВУ-250П.
Принципиальная элек-
трическая схема ВУ-250Л
показана на рис. 32. На-
пряжение питания при
помощи выключателя В 2
подается на вход повы-
шающего автотрансфор-
матора АТ, с выходных
обмоток которого снима-
ется повышенное напря-
жение 436 В. Контроль
уровня напряжения на
выходе АТ производится
на всех фазах с помощью
вольтметра и переключа-
теля В1. Индикация по-
дачи напряжения на АТ
осуществляется сигналь-
ной лампой Л1.
Рис. 33. Секционный шкаф Для подачи питания
СШ-1-250. в шкафы ШТР служит
выключатель ВЗ. Кон-
троль токов нагрузки в фазах производится ампермет-
рами А1—АЗ, включенными в силовые цепи через транс-
форматоры тока Тр1—ТрЗ.
В схеме предусмотрена возможность подключения
второго комплекта контрольно-измерительных приборов,
которые могут быть установлены для дистанционного
52
контроля. Подключение второго комплекта приборов
Производится к клеммной панели КП. Для включения
и защиты цепей питания пульта и накала люминесцент-
ных ламп служат автоматические выключатели В4 и В5.
Повышающий автотрансформатор АТ-250,
установленный в ВУ-250, предназначен для питания ти-
ристорных регуляторов повышенным напряжением. Кон-
структивно АТ-250 представляет собой трехфазный ав-
тотрансформатор стержневого типа с естественным воз-
душным охлаждением, сухого исполнения.
Основные технические данные автотрансформатора АТ-250:
Номинальная мощность, кВ А..................... 250
Напряжение питающей сети, В....................... 380/220+5%
Частота питающей сети, Гц...................... 50
Выходное напряжение, В......................... 436/252
Схема соединения обмоток.......................
Ток холостого хода, % ........................... не более 4
Напряжение короткого замыкания, %, не более . . 1,3
Масса, кг...................................... 540
| Автотрансформаторы АТ-250 допускают перегрузку
На 20% в течение 1 ч.
| Автотрансформаторы АТ-250 не предназначены для
Параллельной работы.
53
Секционные шкафы СШ-1-250, СШ-2-250 предназна-
чены для соединения и разъединения секционных шин
питания силовой части регулятора. Соединение и разъ-
единение шин питания производятся при помощи авто-
матического выключателя без расцепителя.
Рис. 35. Стойка промежуточной коммутации
СПК-60.
I — соединительные платы.
Секционный шкаф СШ-1-250 устанавливается в се-
редине ряда шкафов ШТР (рис. 33).
Секционный шкаф СШ-2-250 устанавливается в конце
каждого ряда шкафов ШТР, расположенных в два ряда
(рис. 34). Шкаф СШ-2-250 состоит из двух секций.
В секции 2 расположен автоматический выключатель
типа A3I40 без расцепителя. Секция 1 служит только
для поворота шин и не имеет никакой установленной
аппаратуры. Секции 1 и 2 соединяются между собой ши-
нами, расположенными в шинопроводе 3.
Шкаф СШ-1-250 состоит из одной секции. Масса
шкафа СШ-1-250—100 кг, шкафа СШ-2-250—200 кг.
Стойки промежуточной коммутации СПК-60,
СПК-120 предназначены для соединения цепей управле-
ния и цепей питания пульта управления.
Стойки СПК-60, СПК-120 обеспечивают соединение
цепей напряжением до 250 В, током до 6А. Стойки
СПК-60, СПК-120 обеспечивают соединение цепей соот-
ветственно регуляторов «Старт-60» и «Старт-120». Число
соединяемых цепей: 100 для СПК-60, 200 для СПК,-120.
54
Габаритные и установочные размеры стоек СПК-60,
СПК-120 приведены на рис. 35, 36. Масса стойки
СПК-120—107 кг, стойки СПК-60—23 кг.
Шкаф избирательной
предназначен для изби-
рательного соединения
выходных цепей тири-
сторных регуляторов на-
пряжения с цепями источ-
ников освещения.
Шкаф обеспечивает
избирательную коммута-
цию одного фазного про-
вода двухпроводных элек-
трических цепей при по-
j. стоянном соединении вто-
рого провода (нейтрали).
Коммутация производит-
ся вручную при помощи
штепсельных разъемов 1
(рис. 37) и гибкого кабе-
ля 2. Конструкция шкафа
обеспечивает фиксацию
штепсельных соединений
и самовозврат кабеля 2
при помощи механиче-
ской системы из грузов 3
и направляющих роликов
4. Присоединение цепей
тиристорных регуляторов
напряжения и источников
клеммные платы 5.
коммутации ШИК-60/105-50
Рис. 36. Стойка промежуточной
коммутации СПК-120.
1 — соединительные платы.
освещения производится на
Основные технические данные шкафа:
Напряжение коммутируемых цепей, В.........................До 500
Ток коммутируемых цепей, А, не более..................... 50
[Количество подходящих цепей.............................. 75
в том числе: *
регулируемого напряжения............................. 60
нерегулируемого напряжения........................... 15
Количество отходящих цепей................................ 105
Количество групп дробления нагрузки ....................... 8
Количество цепей в группе дробления ....................... 3
Масса, кг, не более....................................... 420
Пульт несценического освещения ПНО-24 предназна-
чен для ручного дистанционного управления выходным
55
напряжением тиристорных регуляторов РТ и применяет
ся для увеличения числа регулируемых цепей в регуля-
торах «Старт». Основная область применения пульта —
управление цепями несценического освещения (зритель-
ный зал, фойе и т. д.). Основные технические данные
ПНО-24:
Напряжение питания однофазной сети переменного тока
частотой 150 Гц, В...................................... 180
Потребляемая мощность, кВ-A, не более................... 0,2
Количество регулируемых цепей............................ 24
Количество предварительно набираемых программ .... 1
Пределы изменения выходного напряжения, В..............0,2—6,5
Ток сигналов управления, мА, не более..................... 1
Масса, кг, не более.................................... 35
Конструктивно пульт ПНО-24 (рис. 38) выполнен
в виде дополнительного блока, рассчитанного как при-
Рис. 37. Шкаф избирательной коммутации ШИК-60/105-50.
56
Рис. 38. Пульт ПНО-24.
Рис. 39. Схема электрическая принципиальная индук-
тивного датчика пульта ПНО-24.
Д/—Д5 —диоды Д9Е.
369
57
ставка к пультам ПУ-60П, ПУ120П. Пульт крепится
с правой стороны основных пультов и получает питание
от утроителя основного пульта. Однако в случае необхо-
димости пульт ПНО-24 может применяться самостоя-
Тр2
< к выводам
' индуктиВ -
пых damvuKoB
тельно (при установке
дополнительного ут-
роителя частоты).
Индуктивные дат-
чики в ПНО-24 по кон-
струкции аналогичны
датчикам пультов
ПУ-60П, ПУ-120П и
отличаются от них
Рис. 40. Схема функциональ-
ная ПНО-24.
схемой (рис. 39).
В датчиках для
ПНО-24 каждый дат-
чик работает независи-
мо от других и вторичные катушки датчиков не соеди-
няются между собой.
Функциональная схема ПНО-24 показана на рис. 40.
4. МОНТАЖ, НАЛАДКА, ЭКСПЛУАТАЦИЯ
И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РЕГУЛЯТОРОВ
«СТАРТ»
Размещение силовой аппаратуры регулятора может
производиться в один или два ряда (рис. 41).
На рис. 42 показана разметка для установки и сбор-
ки шкафов тиристорных регуляторов. Шкафы ШТР ус-
танавливаются на резиновые амортизирующие проклад-
ки. После установки и монтажа шкафов и шин, для при-
соединения шкафов к шинам на последних сверлятся от-
верстия по месту, после чего производится монтаж внеш-
них электрических соединений шкафов. Затем произво-
дится установка в шкафы тиристорных регуляторов
и блоков дросселей.
Тиристорные блоки и блоки дросселей одинаковой
мощности взаимозаменяемы и поэтому их можно ставить
в любые соответствующие ячейки.
Аналогично взаимозаменяемы блоки БД. Установку
блоков и наладочные работы необходимо производить
только после окончания всех строительных и монтажных
работ в помещении силовой частц.
$
2300
Рис. 41. Расположение силовой аппаратуры регулятора «Старт-120».
* а — в один ряд; б — в два ряда; 1 — вводное устройство ВУ 250; 2 — секцион-
Йный шкаф СШ; 3 —шкафы тирист-уных регуляторов ШТР.
Рис. 42. Разметка для установки и сборки силовой аппаратуры ре-
гулятора.
/, 2— резиновые прокладки; 3 — шпильки М6Х35; 4 — гайка Мб-011; 5 — шайба
6-603; 6 — шайба пружинная 6Н65Г; 7 — шина «нейтраль».
5» 59
Все силовые устройства устанавливаются на раме
или фундаменте. Крепление всех элементов к раме
(фундаменту) производится болтами.
Установку этих устройств производят так, чтобы был
свободный доступ для их осмотра и обслуживания и хо-
рошие условия для охлаждения. Особое внимание необ-
ходимо обратить на условия охлаждения тиристорных
регуляторов напряжения.
Шкафы с тиристорными блоками, расположенные
в один ряд, рекомендуется устанавливать на расстоянии
не менее 0,5 м от стены.
Шкафы с тиристорными блоками, расположенные
в два ряда, необходимо устанавливать на расстоянии не
менее 1,08 м ряд от ряда. На эту длину изготовлен ши-
нопровод секционного шкафа СШ-2-250.
При расположении тиристорных секций раздельно,
в разных помещениях электрическое соединение их меж-
ду собой производится кабелем или проводом. Помеще-
ние, в котором находятся шкафы тиристорных регуля-
торов напряжения, должно иметь приточно-вытяжную
вентиляцию, обеспечивающую температуру воздуха не
более +40°С. Система вентиляции должна отводить от
элементов силовой части регулятора освещения тепло-
вую мощность потерь: «Старт-бОП» — 6 кВт, «Старт-
120П»— 15 кВт.
Наилучшим решением задачи отвода тепла, обеспе-
чивающим наиболее надежную работу тиристоров, явля-
ется система вентиляции, в которой поток охлаждающе-
го воздуха нагнетается под каждый шкаф ШТР, а от-
сос нагретого воздуха производится над каждым шка-
фом ШТР.
При монтаже регулятора освещения необходимо
иметь в виду, что система регулирования напряжения
с помощью тиристорных регуляторов обладает высоким
уровнем помех для входных цепей усилителей низкой
частоты и высокой частоты. Поэтому цепи нагрузки от
тиристорных регуляторов к источникам света должны
быть кратчайшими и проложены вдали от цепей радио
и звуковых установок.
Цепи управления, идущие от пульта управления ко
входам тиристорных регуляторов напряжения, чувстви-
тельны к помехам и наводкам силовых цепей. Цепи уп-
равления должны вестись экранированным кабелем или
проводом, проложенным в заземленных металлических
трубах.
60
Неэкранированные провода цепей управления, отхо-
дят116 от шкафов ШТР, не должны прокладываться
вместе с проводами силовых цепей и пересекаться с ни-
ЛИ. Общий плюсовой конец цепей управления заземляют
В двух местах: у пульта управления и у шкафа ШТР.
Перед установкой блоков тиристорного регулятора
напряжения в шкафу проверяют надежность всех кон-
тактных присоединений на клеммных панелях шкафа
И соединение внешних цепей на отсутствие коротких за-
мыканий и правильность их коммутации.
Рис. 43. Регулировка штепсельного разъема в шкафах
ШТР-12.
Следует подчеркнуть, что проверять внешние цепи
I помощью мегаомметра при включенных в схему тирис-
орных регуляторах категорически запрещается.
I После проведения указанных проверок блоки регуля-
ора апряжения устанавливают в шкаф. Тиристорные
клоки и блоки дросселей присоединяют к схеме шкафа
помощи ножевых штепсельных разъемов. Регулн-
овка штепсельного разъема в ячейках тиристорных бло-
гов и блоков дросселей при их установке в шкафы по-
казана на рис. 43.
j Из-за наличия балластного дросселя в цепи люмине-
сцентных ламп их cos <р—0,5. Поэтому суммарная мощ-
|ость подключаемых к тиристорному регулятору напря-
жения люминесцентных ламп должна составлять поло-
вину мощности регулятора, т. е. 2,5 кВт для РТ-5-220
1 5 кВт для РТ-10-220. Регулировка яркости люмине-
сцентных ламп может производиться только в специ-
альной схеме включения этих ламп с накальным транс-
форматором. Для сценического освещения выпускается
Специальный светильник типа ЛС-4 на четыре лампы.
. 61
В светильнике имеется вся необходимая пуско-регули-
рующая аппаратура.
После окончания работ производят проверку и под.
стройку всех регулируемых цепей. Предварительно про-
веряется работоспособность и выходные параметры
пульта управления. Проверка регулируемых цепей про-
изводится следующим образом:
1) набирается нагрузка в виде ламп накаливания об-
щей мощностью 3—5 кВт;
2) набранная нагрузка присоединения поочередно
к выходным зажимам каждого тиристорного регулято-
ра напряжений. При этом измеряется максимальная ве-
личина выходного напряжения, которое должно состав-
лять 220 В при напряжении питания тиристорных регу-
ляторов 260 ± 13 В.
Измерение выходного напряжения тиристорных ре-
гуляторов следует производить только приборами элект-
ромагнитного, электродинамического или ферродинами-
ческого типов.
Измерение при помощи приборов детекторной систе-
мы (например, тестеров) приводит к значительной по-
грешности из-за несинусоидальной формы выходного
напряжения.
Если максимальное значение выходного напряжения
не равно 220 В, необходимо произвести установку номи-
нального значения выходного напряжения подстроечны-
ми резисторами «обратная связь» и «смещение», находя-
щимися на лицевой панели тиристорного регулятора на-
пряжения.
После проверки каждой регулируемой цепи можно
подключить нагрузку ко всем цепям регулятора и про-
верить его работу в целом.
Проверку работоспособности всей системы и включе-
ние регулятора в работу можно производить только при
работающей системе вентиляции помещения, в котором
установлены силовые элементы регулятора освещения.
'Весь персонал, непосредственно обслуживающий
электроустановки или производящий их ремонт, обязан:
а) быть проинструктированным в объеме, соответству-
ющем квалификации того или иного работника, ознако-
миться с обслуживаемым оборудованием, аппаратурой,
схемой питания, приборами защиты и. т. д.;
б) знать «Правила технической эксплуатации элект-
роустановок потребителей» и «Правила техники без-
опасности при эксплуатации электроустановок потреби-
62
Белей» в частях, обязательных для данной должности,
9 также местные инструкции;
в) иметь отчетливое представление об опасностях
при работе на электроустановках и мерах предупрежде-
ния несчастных случаев от электрического тока.
В процессе длительной эксплуатации регулятора воз-
можны изменения выходных параметров, в связи с чем
Необходимо 1 раз в год производить контрольную про-
верку выходных напряжений тиристорных регуляторов
напряжения.
I В первый год эксплуатации проверку производят
I раз в 3 мес.
При экспуатации регулятора необходимо сблокиро-
вать включение силовой части регулятора и системы вен-
тиляции помещения силовых устройств для того, чтобы
рыла невозможной работа с выключенной вентиляцией.
i Работа регулятора с выключаемой системой вентиля-
ции категорически запрещается.
г Для работы регулятор? освещения с люминесцент-
ными лампами производят подстройку тиристорного ре-
гулятора напряжения. Для подстройки подключают на
Выход регулятора люминесцентный светильнйк и вра-
щением потенциометра «смещение» тиристорного регуля-
Ibpa добиваются плавной регулировки яркости светиль-
иика при положениях ручки управления по шкале от
10—15 до 100%. Без подстройки регулировка яркости
юминесцентных ламп производится только в диапазоне
шкалы от 40—50 до 100% и плавность регулирования
вудет ниже.
' I При использовании в качестве нагрузки люмине-
центных ламп автоматический выключатель накала
амп на вводном устройстве (ВУ) включают не менее
нем за 1 мин до начала регулирования света.
1 При включении индуктивной нагрузки (люминесцент-
ных ламп и понижающих трансформаторов для прожек-
Ьров типа ПТ-250, ПТ-500, ПТ-1000 и т. д.) необходимо
включать балластное сопротивление в блоке дросселей,
шунтируя первичную обмотку трансформатора и обес-
печивая заданный ток удержания тиристоров.
Устранение неисправностей регулятора. Регулятор
Бсвещения является сложным комплектным изделием,
«стоящим из ряда отдельных устройств. Поэтому ха-
рактер неисправностей регулятора определяется харак-
Вером неисправностей его устройств. Для нахождения и
устранения неисправностей необходимо: определить не-
63
исправное устройство; найти и устранить неисправность
в отказавшем устройстве.
Для нахождения неисправного устройства рекоменду.
ется следующая последовательность действий:
а) убеждаются в том, что на все устройства подают-
ся номинальные напряжения питания;
б) определяют наличие и полярность сигналов уп-
равления с пульта ПУ;
в) определяют прохождение сигналов управления по
всей цепи управления: пульты — стойки промежуточ-
ной коммутации — шкафы тиристорных регуляторов -
тиристорный регулятор напряжения;
г) при наличии сигналов управления во всех цепях
неисправность ищут в тиристорных регуляторах напря-
жения.
Наиболее сложным является нахождение и устране-
ние неисправностей в тиристорном регуляторе напряже-
ния РТ, поэтому остановимся подробно только на реко-
мендациях по устранению неисправностей этих уст-
ройств.
Для обнаружения и устранения неисправностей не-
обходимы следующие измерительные приборы:
1. Вольтметр переменного тока электродинамическо-
го, электромагнитного или ферродинамического типа,
измеряющий действующее значение переменного напря-
жения,— для измерения напряжения на нагрузке. Так
как выходное напряжение тиристорного регулятора име-
ет несинусоидальную форму, то использовать приборы
выпрямительной системы, в том числе тестеры, нельзя,
так как они дают значительную погрешность. Можно
применять вольтметры типов Э59, Э515, Д574, Д552
и т. д. класса точности не ниже 0,5 со шкалой до 300 В.
2. Вольтметр постоянного тока (любого типа) со
шкалой до 10 В, класса точности не хуже 0,5—для
измерения напряжения управления.
3. Ампервольтметр (тестер) с входным сопротивле-
нием не ниже 5 кОм/В, класса точности не ниже 2,5 —
для измерения режимов схемы управления по постоянно-
му и переменному току.
4. Электронный осциллограф для проверки работы
схемы управления. Можно применять двухлучевые
осциллографы С1-18, С1-16, С1-69 и однолучевые С1-19,
С1-54, С1-49 и т. д.
5. Испытатель транзисторов Л2-23 или комбиниро-
ванный тестер — испытатель транзисторов Ф434, Ц4341
64
При проверке й налаДке регулятора необходимо
йметь следующие элементы из комплекта запасных ча-
стей: колодку разъема регулятора РТ; печатную плату
с установленными деталями. Плату предварительно про-
веряют в работе с исправным регулятором.
Для проверки регулятора необходимо изготовить:
1. Переходный удлинитель, состоящий из ножевой
и гнездовой колодки разъема РП-14-30.
2. Регулируемый источник постоянного напряжения
О—6,5 В. В качестве источника может быть использован
любой регулируемый выпрямитель, имеющий на выходе
напряжение постоянного тока с коэффициентом пуль-
саций не более 2% и выходным сопротивлением не бо-
лее 680 Ом. Можно использовать источник постоянного
тока с гальваническими элементами, (шесть элементов
373 или два элемента КБС, соединенные последователь-
но). Источник напряжения с гальваническими элемен-
тами можно совместить с электроизмерительным при-
бором (микроамперметром типа М24, М94, MI690A,
М226М) со шкалой 100 мкА. При этом получится уни-
версальный прибор (рис. 44), который можно использо-
вать для проведения наладочных работ в регуляторе
«Старт». Прибор имеет два режима. При положении
переключателя В1 Наладка прибор используется как
регулируемый источник напряжения 0—6,5 В со встро-
енным вольтметром. При положении переключателя
\ Контроль прибор может быть использован как вольт-
метр с высоким входным сопротивлением (100 кОм) для
измерения выходного напряжения ручек управления
с индуктивными датчиками. Предварительно прибор
должен быть откалиброван по образцовому вольтметру
[класса точности не ниже 0,5.
Калибровка производится при помощи подстрочного
[резистора R1. Выключатель В2 отключает источник пи-
рання стенда.
3. Испытательный стенд для подключения испытуе-
|мого регулятора к нагрузке. Один из возможных вари-
I антов схемы стенда, в котором используется блок дрос-
селей БД-2/5-220 или БД-2/10-220, входящих в комплект
регулятора «Старт», показан на рис. 45. В качестве на-
[грузки используются лампы накаливания суммарной
[мощностью 5 или 10 кВт.
При проведении проверки регулятора РТ необходи-
мо соблюдать следующие меры безопасности:
I. Все работы по проверке производятся персоналом,
65
имеющим квалификационную группу по технике безо
пасности не ниже IV.
2. Корпуса регулятора РТ и блока дросселей, входя
щего в схему стенда, должны быть надежно
в соответствии с правилами ПТЭ и ПТБ.
заземлены
3. Производить электрические соединения
в схеме
и замену элементов следует только при отключенном на
пряжении питания.
Рис. 44. Схема электрическая принципиаль-
ная прибора для иаладки регулятора
«Старт».
PT^ZO(PT-jo-^O)
•66
4. При проверке режимов работы и настройке сле-
Кет пользоваться щупами приборов и инструментом,
умеющим изоляцию в соответствии с ПТЭ и ПТБ.
5. Регулятор РТ должен быть установлен на под-
ставке из электроизоляционного материала.
6. Необходимо иметь в виду, что следующие элемен-
ты регулятора находятся под напряжением сети: радиа-
торы тиристоров, токоведущие дорожки на печатной
Плате, отходящие от выходных обмоток импульсного
трансформатора.
7. Лампы нагрузки испытательного стенда должны
быть огорожены, чтобы исключать возможность пораже-
ния при случайном взрыве лампы.
8. Конструкция и местонахождение стенда должны
соответствовать нормам ПТЭ и ПТБ для установок ис-
ытательных станций и лабораторий.
I Режимы работы элементов схемы приве-
дены для номинального напряжения питания. Не-
указанные допуски на напряжения составляют ±20%'.
СМаркировка выводов и элементов схемы дана в соот-
ветствии со схемой, приведенной в «Техническом описа-
нии и инструкции по эксплуатации на регуляторы
РТ-5-220, РТ-10-220».
Режимы работы по переменному току измеряются
гольтметром переменного тока класса точности не ниже
И ,5 с входным сопротивлением не менее 5 кОм/B. Режи-
мы приведены в табл. 4.
Таблица 4
Блок Элемент схемы Точки измерения Напряже- ние, В Примечание
Маркиров- ка вывода элемента Маркировка цепи
БП БП БП БП ДОС Гр1 Тр1 Тр1 Тр1 Тр2 Н2—Н2 НЗ—03 03—КЗ НЗ—КЗ Н2—К2 115—116 112—105 105—113 112—113 100±10 20+3 20+3 40+6 20 ±4 При Рнагр=220 В
ДОС Тр2 Н2—К2 0 При
ДОС Тр2 Hl—К1 — 170 ±200 При (71ШГр—220 В
Режимы работы по постоянному току измеряются
•льтметром постоянного тока класса точности не ни-
е 1,5 с входным сопротивлением не менее 0,5 кОм/В.
гжимы приведены в табл. 5.
67
Параметры импульсов схемы измеряются при помо-
щи осциллографа, имеющего калибровку по амплитуде
и по времени. Параметры импульсов приведены в табл. 6
и на рис. 46.
Таблица 5
Блок Элемент схемы Точки измере- ния Напряжение, В Примечание (форма напряжения)
Маркиров- ка вывода элемента Маркиров- ка цепи
БП Мост ДЗ—Д6 — — 90
БП С5 — — 25
БП СТ1-СТ2 — — 164-19
БП С4 — 113—120 120
БП СТЗ-Д12 г 13-19 11 J
БЭ'З С6 — 109—105 Не более 3 При номинальной нагрузке 5 или 10 кВ-А
Порядок нахождения неисправностей.
Тиристорные регуляторы РТ являются сложными уст-
ройствами, состоящими из большого количества элемен-
тов. Выход из строя любого из элементов может привес-
ти к отказу регулятора. Так как число элементов схемы
достаточно велико, то практически невозможно по виду
отказа регулятора определить, какой из элементов схе-
мы вышел из строя.
Таблица 6
Блок' Элемент схемы Точки измерения Амплиту- да им- пульса, В Длительность импульса, т, мкс Форма импульса
Маркиров- ка вывода элемента Маркиров- ка цепи
ГИ ТИ Н2—К2 101—106 5—101 100—200 Рис. 46, а
ГИ ти НЗ—КЗ 102—104 5—10 100—200 Рис. 46, а
ГИ ти. дп Н1—К1 — 24+4 100—200 Рис. 46, б
ГИ ПГ14 База— эмиттер — 2—0,4 250—350 Рис. 46, в
ФУ С7 — — 3—5 9000—10000 (Uy=0) Рис. 46, г
ФУ С7 — — 3—5 (17у=6,5В) 1000—2000 Рис. 46, й
68
При отыскании неисправности рекомендуется следу-
ющая последовательность действий:
1. Производят внешний осмотр регулятора, прове-
ряют внешнюю исправность элементов схемы, монтажа,
печатной платы. Характерными внешними неисправнос-
тями являются:
а) обрыв монтажа у выводов трансформаторов
и у гнездовой колодки разъема для печатной платы;
Рис. 46. Форма импульсов в схеме управле-
ния регуляторов РТ.
б) механическое повреждение резистора смещения
R11 (см. рис. 18); этот резистор выступает за габариты
каркаса и при установке регулятора в шкаф ШТР час-
то повреждается;
в) замыкание между выводами элементов ТЗ—Д1,
Д13—R14 (см. рис. 20, 21), расположенными на печат-
ной плате;
г) выход из строя трансформатора обратной связи
Тр2 (см. рис. 19).
Включают регулятор в схему испытательного стен-
да и, изменяя напряжение управления L/y от 0 до 6,5 В,
определяют характер неисправности регулятора. В боль-
шинстве случаев все неисправности можно отнести к од-
ной из пяти типовых неисправностей:
А) при изменении Uy напряжение на нагрузке Un~
=220-5- 260 В и не регулируется;
Б) при изменении Uy напряжение на нагрузке (7В=
=0 и не регулируется;
69
В) при изменении С/у напряжение на нагрузке регу-
руется, но не во всем диапазоне 0—220 В, а только от
до Г50—180 В;
Г) при изменении Uy напряжение на нагрузке регу-
[руется во всем диапазоне, но при этом на некоторых
астках регулировки (или на всем диапазоне) возника-
г автоколебания;
Д) при быстром изменении Uy срабатывает элек-
онная защита и регулятор отключается, хотя нагруз-
i не превышает номинальную.
Возможно также сочетание неисправностей типов
и Г.
Если при помощи регулировочных резисторов R11
чещение (см. рис. 18) и R1 Обратная связь (см. рис. 19)
• удается устранить неисправность, то переходят
поиску неисправного элемента схемы.
3. Устанавливают местонахождение неисправного
[емента (печатная плата или элементы схемы вне пла-
>i). Для этого вынимают из регулятора печатную плату,
зисоединяют к схеме образцовую плату и проверяют
зботу регулятора. Если регулятор работает, то неис-
эавный элемент находится на плате; если регулятор не
эботает, то неисправный элемент находится вне платы.
4. Определяют неисправный элемент. Порядок на-
зждения неисправного элемента зависит от типа неис-
эавности.
Неисправность типа А. Если при смене печатной пла-
>i неисправность не устраняется, то причиной неисправ-
зсти могут быть: пробой тиристоров Tl, Т2 (см.
яс. 16), выход из строя резистора смещения R11
зис. 18) или неисправность конденсатора С4 (см.
яс. 21). Для выявления неисправного элемента необхо-
ямо отсоединить печатную плату от схемы и подать
зпряжение питания на регулятор. Если при этом на-
яжение на нагрузке равно 240—'260 В, то это свиде-
•льствует о том, что тиристоры Т1 и Т2 пробиты и их
еобходимо заменить. Если при отсоединенной плате на-
ряжение на нагрузке стало равным 0, то необходимо
сверить исправность резистора R11 и цепей соединения
11 с печатной платой, исправность конденсатора С4.
Если при смене печатной платы неисправность уст-
аняется, то причиной неисправности является отсутст-
зе напряжения смещения или неправильная работа
'У. Для нахождения неисправного элемента проверяют
режим работы ФУ по постоянному току (напряжение
на стабилитронах СП, СТ2), параметры импульсов
на конденсаторе С7, исправность транзисторов ПП1—
ППЗ, напряжение смещения на стабилитроне СТЗ (см.
рис. 17, 21).
Неисправность типа Б. Если при смене печатной пла-
ты неисправность не устраняется, то причиной неисправ-
ности могут быть пробой управляющих электродов ти-
ристоров (см. рис. 16), неисправность трансформатора
питания (см. рис. 21), неисправность конденсатора С5
(см. рис. 21), обрыв цепей управления или обратной
связи, сбой в настройке электронной защиты. Порядок
нахождения неисправного элемента следующий.
Проверяют наличие и параметры импульсов на пер-
вичной и вторичной обмотках импульсного трансформа-
тора ТИ (см. рис. 16). Если импульсы имеются на пер-
вичной стороне и отсутствуют на вторичной, то отсоеди-
няют от схемы управляющие электроды тиристоров
(см. рис. 16) и присоединяют вместо управляющих
электродов резистор 0,5 Вт, 100 Ом. Если при этом на
вторичных обмотках имеются импульсы амплитудой не
менее 10 В, то это .свидетельствует о том, что управля-
ющие электроды тиристоров пробиты.
Если на первичной обмотке ТИ импульсы отсутству-
ют, то проверяют напряжение питания выходного гене-
ратора импульсов ГИ [напряжение на конденсаторе С5,
напряжение в цепи — Ек, +ЕК (см. рис. 21) на плате].
Если при смене печатной платы неисправность уст-
раняется, то причиной неисправности могут быть: неис-
правность ГИ, ФУ или ВУ. Порядок нахождения неис-
правного элемента:
Проверяют наличие и параметры импульсов на пер-
вичной и вторичной обмотках ТИ и напряжение пита-
ния ГИ.
Если напряжение питания ГИ находится в норме,
проверяют параметры импульса, поступающего на базу
ПП4 с ФУ с конденсатора С7 (см. рис. 16). Если на базу
ПП4 импульс с ФУ. поступает, а на первичной обмотке
ТИ импульс отсутствует, то неисправными элементами
являются: обрыв или короткое замыкание в ТИ, неис-
правность транзистора ПП4.
При отсутствии импульса на базе ПП4 проверяют
параметры импульса на конденсаторе С7. В регуляторах
электронная защита при срабатывании шунтирует
прохождение импульса с конденсатора С7 на базу
71
ПП4 (рис. 20), поэтому при наличии импульса на С7
i отсутствии его на базе ПП4 отсоединяют один из
электродов тиристора ТЗ и вновь проверяют сигнал на
базе ПП4. Если сигнал на базе ПП4 появился, то прове-
яют исправность тиристора ТЗ, значение напряжения
на стабилитроне СТ4 и настройку защиты.
При отсутствии импульса на С7 проверяют режимы
итания ФУ по постоянному току (напряжение на ста-
билитронах СТ1, СТ2) (см. рис. 21), исправность тран-
зисторов ПП1—ППЗ (см. рис. 17).
Ри«. 47. Форма напряжения на тиристорах.
а — работают оба тиристора; б — работает один тиристор.
Неисправность типа В чаще всего бывает при выходе
из строя одного из тиристоров или недостаточной мощ-
ностью импульса управления, когда один из тиристоров
включается сигналом с ТИ, а другой не включается.
Неисправность может сопровождаться автоколебаниями;
при включении регуляторов на время свыше 10 мин сго-
эает обмотка у трансформатора обратной связи Тр2
(см. рис. 19). Для определения неисправного элемента
необходимо при помощи осциллографа определить фор-
му напряжения на нагрузке. При нормальной работе
эбоих тиристоров напряжение имеет симметричную
орму в обоих полупериодах на всем диапазоне измене-
ния сигнала управления (7У от 0 до 6,5 В (рис. 47,а),
зсли один из тиристоров не работает, то напряжение на
нагрузке имеет несимметричную форму (рис. 47,6). Ес-
ни форма напряжения имеет несимметричную форму,
необходимо определить, что является причиной неис-
нравности. Для этого проверяют наличие и параметры
времени цепи обрат-
ЧШОЖ I
Н ->J
Рис. 48. Форма импульсов
на элементах схемы за-
держки.
импульсов на обмотках ТИ. Если амплитуда импульсов
на вторичных обмотках ТИ не менее 10 В, то это свиде-
тельствует о неисправности одного из тиристоров, кото-
рый необходимо заменить.
Если проверка показала исправность тиристоров
и ТИ, необходимо проверить режимы работы схемы
управления.
Неисправность типа Г. Для устранения автоколеба-
ний в регуляторе подбирают параметры делителя R19,
R20 (см. рис. 17). В большинстве случаев достаточно
уменьшить резистор R20 до 8—10 кОм. Если, путем под-
бора резисторов R19, R20 не удается устранить автоко-
лебания, то изменяют посте?
ной связи (резистор R9,
конденсатор СЗ), однако
после этого проверяют ста-
билизацию регулятора при
изменении напряжения пи-
тания и тока нагрузки.
Неисправность типа Д.
Срабатывание электронной
защиты при номинальной
нагрузке и быстром измене-
нии напряжения управле-
ния может происходит из-за
сбоя настройки электронной
защиты или неисправности
схемы задержки в ВУ.
Порядок нахождения не-
исправного элемента:
1. Подключают на выход
регулятора номинальную
нагрузку (5 кВ-А для РТ-5-220, 10 кВ-A для РТ-10-220)
и медленно увеличивают напряжение управления от 0 до
6,5 В, замеряя при этом напряжение на стабилитроне
СТ4 или на конденсаторе С6 (см. рис. 20). При напря-
жении управления 6,5 В напряжение на стабилитроне
СТ4 не должно превышать 3—4 В. Если эта величина
больше 4 В, то необходимо произвести настройку элек-
тронной защиты. Для настройки электронной защиты
в условиях театра можно рекомендовать следующий
простой способ, который не требует сложного оборудо-
вания (регулируемой нагрузки до 150 А), однако обла-
дает невысокой точностью (±30%): а) ставят подстро-
ечный резистор R2 во вторичной обмотке трансформато-
ЗС9 73
ja Тока ТрЗ положение, соответствующее $2=6 (см.
эис. 20); б) включают на выход регулятора номиналь-
1ую нагрузку (5 или 10 кВ-А); в) подают напряжение
1итания на регулятор и, изменяя положение движка
эезистора R2, устанавливают на стабилитроне СТ4 на-
ряжение 3 В.
Таблица 1
Позиционное обозначение Наименование Возможная замена
VI, Т2 Тиристор ВКДУ-50 , ВКДУ-150 Тиристор Т-50-5Б , Т-160-5Б
V3 Тиристор Д235Б Тиристор КУ20ПЧ-КУ201Л КУ202Г-НКУ202Л
3ml—Cm4 Стабилитрон Д809 Стабилитрон Д814Б
ППЗ—ПП5 Транзистор МП-113 Транзистор МП113А КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г
ПП4 Транзистор П605 Транзистор П606
Д1, Д2, ДП, Д19 Д20, Д21, Д22, Д23 Диод Д226Б Диод Д226В, Д226Г
Д8-Д11 Диод Д226Б Диод Д226В, Д226Г Диод ДЭЕ, Д9И, Д9К Д223А, Д223Б, Д220А, Д220Б
С2 КЭ-2-50-30М К50-3-50-20, К50-12-50-20
С4 КЭ-2-150-10 К50-3-160-10, К50-12-160-10
С6 КЭ-2-12-100 К50-3-12-100, К50-12-12-100
С7 МБМ-160-0,25 К40-У2-160-0,25
СВ, С9 МБМ-160-0,1 К40-У2-160-0,1
2. Если электронная защита исправна, то необходимо
проверить работу схемы задержки. Работу схемы можно
проверить при помощи осциллографа, имеющего трубку
с послесвечением (например, С1-19, С1-18). Для провер-
ки при помощи тумблера периодически включают и от-
ключают сигнал управления (7У=6,5 В на входе регу-
лятора. Форма импульсов на элементах схемы задержки
показана на рис. 48.
• Замена элементов при проверке и ре-
монте регуляторов РТ. В процессе проведения
проверки, отыскания неисправностей и ремонте возмож-
на замена элементов схемы на элементы других типов.
В табл. 7 приведены данные по замене конденсаторов
и полупроводниковых приборов.
74
i. РЕГУЛЯТОРЫ ОСВЕЩЕНИЯ «СПУТНИК»
Регуляторы освещения «Спутник-12», «Спутник-24»,
:Спутник-12С» и «Спутник-24С» предназначены для
[лавного регулирования яркости ламп накаливания и
поминесцентных ламп специального исполнения в те-
1трально-зрелищных предприятиях.
Регуляторы «Спутник-12» и «Спутник-24» имеют
[ереносное исполнение и рассчитаны на применение при
астрольных выступлениях концертных, эстрадных, цир-
ковых и самодеятельных коллективов.
Рис. 49. Регулятор освещения «Спутник-12».
Регуляторы «Спутник-12С» и «Спутник-24С» рассчи-
таны на применение в стационарных условиях работы
в небольших театральных и репетиционных залах, клу-
бах, конференцзалах, телестудиях, киностудиях и т. д.
Основные технические данные и комплектность ре-
гуляторов «Спутник» приведены в табл. 8, 9.
Регуляторы «Спутник» по принципу действия анало-
гичны регуляторам «Старт» и отличаются от них только
конструктивным исполнением. На рис. 49 показан пример
конструктивного исполнения регулятора «Спутник-12».
Остальные типы регуляторов «Спутник» отличаются ли-
бо количеством оборудования, либо видом применяемых
стоек. Рассмотрим более подробно особенности отдель-
ных устройств регуляторов «Спутник».
Пульты управления ПУ-12, ПУ-24 имеют технические
данные, указанные в табл. 10.
^Х).рцаном индивидуального управления является ручка
управления с индуктивным датчиком. Ручка управления
6* 75
Таблица 9
Таблица 8
Параметр „Спутник-12" „Спутник-12С" „Спутник* 24“ „Спутник-24С“
1. Напряжение питающей сети трехфазного тока частотой 50 Гц с глухозаземлеиной
нейтралью, В 380+19 или 220±11 380+19 или 220+11
2. Номинальная мощность1, кВ-А В том числе: мощность регулируемых 45 90
цепей, кВ*А мощность нерегулируемых 36 72
цепей, кВ-А 3. Мощность нагрузки’ вводной регулируемой цепи, кВ-А: 9 18
номинальная 3 3
минимальная 4. Диапазон изменения напряже- ния’нагрузки1 регулируемых 0,025 0,025
цепей, В 5. Номинальная мощность на- грузки одной нерегулируе- (5—220)’+5% (5—220) ±5о/„
мой цепи, кВ-А 6. Количество регулируемых це- 3 3
пей нагрузки 7. Количество нерегулируемых 12 24
цепей нагрузки 8. Количество предварительно набираемых световых про- 3- 6
грамм 9. Количество независимо регу- 2 2
лируемых групп нагрузки 2 2
10. Количество вводов 1 2
11. Режим работы Продолжитель- ный Продолжитель- ный
П р'и м е ч а н и я: 1. Данные пп. 2—4 приведеныТдля случая работы регуляторов
в комплектене повышающим автотрансформатором АТ-36. В случае работы регулятора
без повышающего автотрансформатора диапазон изменения напряжения на нагрузке
будет равен (5^-214 В)±5%.
2. Регулируемая цепь—цепь регулятора, в которую^ включен тиристорный регу-
лятор напряжения, плавнодшменяющий напряжение на источнике света.
3. Нерегулируемая цепь—цепь регулятора, в которую включен магнитный пуска-
тель, подключающий или отключающий источник света к сети.
4. Напряжение питания сети 220/127 В обеспечивается при комплектации авто-
трансформатором АТ-36-220/127. При этом коэффициент одновременности включения
нагрузки не более 0,8.
76
Устройство
Пульт управления, шт.:
‘ ПУ-12 . . . •................
ПУ-24......................
Регулятор напряжения тиристор-
ный РТ-3-220, шт...............
Автотрансформатор, шт:
АТ-36-380/420 .................
АТ-36-220/380/420 .. . . .
Стойка регулируемых цепей СТР-2,
шт.:
правая (на 2 шт. РТ-3-220)
левая (на 2 шт. РТ-3-220)
Стойка нерегулируемых цепей и
ввода СТНВ, шт.................
Стойка тиристорных регуляторов и
коммутации СТРК-3-12
Комплект соединительных кабелей
Комплект запасных частей и при-
надлежностей ..................
.Спут-
ник-12*
.Спут- .Спут- .Спут-
ник-24* НИК-12С* НИК-24С*
1 1 1 1
12 24 12 24
1 2 1 2
1 2 1 2
3 6 —
3 6 -— —
1 2 — —
1 2
1 1 1 1 1
1 1 1 1
Табшца 10
Параметр
Нормы
ПУ-12 ПУ-24
Напряжение питающей сети трех-
фазного тока с глухозаземлеиной
нейтралью частотой 50 Гц, В
Потребляемая мощность, кВ-А,
не более ......................
Количество цепей регулируемого
освещения.......................
Количество цепей нерегулируемого
освещения......................
Количество независимых групп це-
пей регулируемого освещения
Количество предварительно наби-
раемых световых программ . .
Пределы изменения напряжения
сигнала управления регулируе-
мых цепей, В....................
Режим работы...................
Размеры, мм....................
Масса, к ......................
380+5%
0,25
12 3 2 2 24 6 2 2
(0,2ч-6,5)±5%
Продолжительный
210X450X433 | 210X600X433
ВВвд
3H~380B
50ГЦ
В2ВЗВ4 „ в
и । Управление 2-и. группы
\\ \ УпраВпюе тггрвгртттру-
ешгм iftnu/i/
ПУ* 12 ОпуХеМа ст₽Укт^Рная ПУЛЬТОВ управления
500(ПУ-72)
550(775-24)
Вид Я
гп^ _ f | _ 270
регулятора «Спутник» аналогична по устройству и йрйй-
ципу действия ручке управления регулятора «Старт».
Отличие ручки управления регулятора «Спутник» со-
стоит в том, что она имеет кнопочный переключатель на
два положения, с помощью которого первичные катуш-
ки датчиков могут быть подключены к независимым
шинам питания 1-й или 2-й группы.
Структурная схема пульта управления показана на
рис. 50. На вход пульта поступает напряжение сети
трехфазного тока 3X380 В с глухозаземленной нейт-
ралью. Одна из фаз сети используется для управления
нерегулируемыми цепями при помощи выключателей
В1 — В4. Управление нерегулируемыми цепями произ-
водится путем подачи напряжения 220 В с пульта на
катушки магнитных пускателей, находящихся в стойках
с силовой аппаратурой. Трехфазное напряжение посту-
пает на утроитель частоты УЧ. Однофазное напряжение
частотой 150 Гц поступает на регулятор уровня — потен-
циометр R1 и с него на согласующий трансформатор
Тр1. Трансформатор Тр1 имеет две вторичные обмотки,
с которых берется питание для шин двух групп индук-
тивных датчиков. Каждая группа имеет независимые
регуляторы уровня (потенциометры R2, R3) и регулято-
ры перевода программ (потенциометры R4, R5). Каждый
датчик ИД при помощи переключателя П может быть
подключен к шинам питания любой из двух групп.
Пульт представляет собой металлическую конструк-
цию чемоданного типа (рис. 51). На верхней панели 1
находятся все органы управления. Внутри пульта нахо-
дится утроитель частоты и согласующий трансформа-
тор. Штепсельные разъемы 2 для присоединения цепей
питания и управления и предохранители 3 находятся на
задней стенке.
Регуляторы напряжения РТ-3-220 по наз-
начению, принципу действия и принципиальной схеме
аналогичны регуляторам РТ-5-220, РТ-10-220 и отлича-
ются только тем, что дроссель фильтра ДФ расположен
в самом блоке регулятора (рис. 52). Технические данные
регулятора РТ-3-220 приведены ниже:
Номинальная мощность нагрузки, кВ-А.................. 3
Напряжение питания, В............................ 240+12
Частота питающей сети, Гц........................... 50
Номинальный ток, А............................ 13,6
Пределы регулирования напряжения на нагрузке, В (54-220)+12
Напряжение управляющего сигнала, В............ 0—6?5
79
мощности при использовании ламп иа-
ициент мощности при использэвании люминес-
ных ламп......................................
>ы, мм........................................
, кг, не бэлее . . ...........................
ициент полезного действия ....................
0,8
0,5
214X395X226
11
0,96
52. Регулятор напряжения РТ-3-220.
Стойки СТР, СТНВ, С Т Р К применяются для
азмещения силовой аппаратуры (тиристорных регуля-
эров напряжения, аппаратуры коммутации и защиты),
тойки СТР и СТНВ применяются для регуляторов в
греносном исполнении, а стойки СТРК — в случае ста-
ионарного исполнения регуляторов.
Стойка СТР-2 предназначена для размещения двух
щисторных регуляторов напряжения типа РТ-3-220 1,
пока автоматов 2 и соединительных элементов 3—5 —
азъемов, клеммных плат. Стойка имеет два исполнения
эис. 53 а, б) и представляет собой каркас, закрытый
ьемными панелями. Для установки и переноса на верх-
ей части стойки имеется две ручки 6. Подключение
Рис. 53. Стойка тиристорных регуляторов СТР-2,
а —стойка СТР-2П (правая); б —стойка СТР-2Л (левая).
81
:пей питания, цепей управления осуществляется при
»мощи штепсельных разъемов и кабеля. Напряжение
регулируемым цепям снимается с клеммных плат,
[тепсельные разъемы и клеммные платы расположены
правой стороны — для правого исполнения и с ле-
)й стороны — для левого исполнения.
ис. 54. Стойка нерегулируемых ц^пей и ввода СТНВ.
Масса стойки регулируемых цепей СТР-2 с установ-
енными блоками РТ-3-220 32 кг.
Стойка нерегулируемых цепей и ввода СТНВ (рис.
4) предназначена для ввода питания и распределения
лектрической энергии. Стойка каркасного исполнения
акрыта съемными защитными панелями с четырех сто-
он. На передней панели находятся:
а) автоматические выключатели ввода 1, нерегули-
уемых цепей 3, 4, питания пульта 5 и цепей накала
юминесцентных ламп 6; б) индикаторная лампа 2 на-
ичия напряжения питания. В боковых отсеках находят-
я штепсельные разъемы 8—10, 12, 14 и клеммные платы
, 11, для присоединения цепей питания, управления и
агрузки.
Для установки и переноса стоики в верхней части
имеются две ручки 15. Внутри стойки находятся пуска-
тели 13 для включения нерегулируемых цепей. Масса
стойки 30 кг.
Стойка СТРК-3-12 предназначена для ввода
питания, распределения электрической энергии и для
размещения тиристорных блоков РТ-3-220 дщ* стацио-
нарном исполнении регуля-
тора. Конструктивно стойка
СТРК-3-12 представляет
шкаф каркасного типа (рис.
55). В нижней части стойки
на двери находятся автома-
тические выключатели вво-
да 1, нерегулируемых цепей
2, питания пульта 3, цепей
накала люминесцентных
ламп 4 и включение венти-
лятора 5.
В верхней части стойки
размещены блоки тиристор-
ных регуляторов РТ-3-220 6
и блоки автоматов 7. На
крышке стойки находится
вентилятор 8. Внутри стойки
за дверью размещены штеп-
сельные разъемы и клем-
мные платы для присоедине-
ния цепей питания, управле-
ния и нагрузки. Так же нахо-
дятся контакторы включе-
ния нерегулируемых цепей.
Масса стойки с тири-
сторными регуляторами со-
ставляет 234 кг.
Автотрансф о р м а-
т о р АТ-36 предназначен
720
Рис. 55.. Стойка СТ PR.
для питания повышенным напряжением силовых тирис-
торных регуляторов напряжения РТ-3-220 в регуляторах
освещения типа ;«Спутник». Конструктивно АТ-36 пред-
ставляет собой трехфазный автотрансформатор стерж-
невого типа, с естественным воздушным охлаждением,
сухого исполнения (рис. 56).
Автотрансформатор имеет два исполнения в зависи-
мости от напряжения питающей сети: на напряжение
83
3/127 и 380/220 Ё АТ36-220/380/420, на напряжение
0/220 В АТ-36-380/420.
Основные технические данные автотрансформатора
Г-36 приведены в табл. 11.
Рис. 56. Автотрансформатор АТ-36.
Таблица 11
Параметр АТ-36-380/420 АТ-36-220/380/420
шквальная мощность, кВ А шряжение питающей сети, В 1стота питающей сети, Гц 1ходное напряжение, В . . . :ема соединения обмоток . . iK холостого хода, % . . . . шряжение короткого замы- кания, % шустимая перегрузка в те- чение 1 Ч, % асса, кг 36 380/220+5% 50 420/243 V •- 1 Не более 5 Не более 5,5 20 80 36 220/127+5% или 380/220+5% 50 420/243 V 5 5,5 20 160
МНОГОПРОГРАММНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ
АВТОМАТИЧЕСКИМ ПРОГРАММИРОВАНИЕМ
Регулирование света в крупных театрах, концертных
злах, телестудиях и киностудиях, обладающих боль-
[им количеством осветительных приборов, предьявля-
г
ет повышенные требования к регуляторам. Регулятор
должен обладать способностью к быстрой смЛе свето-
вых программ, причем одновременно должны регулиро-
ваться до 300 световых приборов. При этом резко воз-
растает также общее число световых программ, кото-
рые необходимо осуществить в течение одного спектак-
ля или постановки. Особенно высокие требования при
этом предъявляются к регулировке света для оперно-
балетных спектаклей, телевизионных постановок и боль-
ших и разнообразных цирковых и концертных программ.
Динамичность указанных зрелищных постановок (а так-
же многих других) требует быстрой и точной смены
большого количества световых программ. С помощью
ручных многопрограммных регуляторов этого сделать
нельзя. Подобные задачи можно решить только с по-
мощью автоматических многопрограммных регуляторов
света, в которых процесс записи и воспроизведения све-
товых программ автоматизирован. Созданием подобных
регуляторов занимаются во многих странах, среди ко-
торых можно назвать: ФРГ (фирмы Simens, AEG), Ве-
ликобританию (Thorn, Strend Electrik), Бельгию (фир-
ма АДВ), Финляндию (фирма Stromberg), ВНР (фирмы
Tungsran, Ravisz) и др.
В качестве примера рассмотрим два типа много-
программных автоматических регуляторов, находящих-
ся на эксплуатации в отечественных театрах и телесту-
диях.
Многопрограммный автоматический регулятор «Свет».
В Советском Союзе эксплуатируются опытные образцы
автоматических регуляторов типа «Свет» [3, 6, 8].
Регулятор «Свет» работает в двух режимах:
I) режим составления и записи световых программ
(подготовительный режим);
2) редким воспроизведения ранее записанных свето-
вых программ.
В режиме записи регулятор обеспечивает:
1)установку необходимой световой программы путем
индивидуального ручного независимого регулирования
каждой осветительной цепи;
2) автоматическую запись установленной световой
I' программы в запоминающее устройство.
В режиме воспроизведения регулятор обеспечивает:
1) воспроизведение ранее записанных программ:
1 2) плавный переход от одной световой программы
85
к другой за время От 2 с до 10 мин (время может ре-
гулироваться операторами).
Регулятор допускает изменение порядка и частоты
следования программ, ручное вмешательство в испол-
нение программ.
Система регулирования работает в полуавтоматичес-
ком режиме: команда на выполнение очередной про-
граммы и уставка времени пларного- перехода между
программами задается оператором вручную.
Силовые блоки регулятора.В силовой части
регуляторов могут быть использованы магнитные усили-
тели РНП-5-220 или тиристорные регуляторы напряжения
РТ-5-220, РТ-10-220. При использовании магнитных уси-
лителей РНП-5-220 имеется возможность работы на на-
грузку до 10 кВт. Для этого все магнитные усилители
разбиваются на пары: цепь А и цепь Б. Каждая пара
может работать от своего органа управления независи-
мо друг от друга, -если нагрузка меньше 5 кВт. При ра-
боте параллельно на нагрузку от 5 до 10 кВт оба магнит-
ных усилителя работают только от органа управления А.
Орган управления Б при этом отключается, это обеспе-
чивается автоматически (см. описание магнитного усили-
теля РНП-5-220).
Стационарный пульт регулирования
(СПР). В пульте СПР находятся потенциометрические
датчики для индивидуального управления каждой ре-
гулируемой цепью и устройства, позволяющие произво-
дить групповое и общее управление всеми цепями.
Пульт избирательного регулирования
(ПИР). Для удобства управления в регуляторе имеется
передвижной ПИР, который позволяет производить дис-
танционное управление каждой ручкой СПР и работой
системы записи и воспроизведения программ. Пульт
избирательного регулирования имеет небольшие габари-
ты и массу и может быть легко установлен в нужном
месте, например в зрительном зале при репетиции. Для
телестудии в комплекте предусмотрены два ПИР, один
из которых устанавливается в студии, другой — в аппа-
ратной.
Оперативноезапоминающееустройство
(ОЗУ) и долговременное запоминающее
устройство (ДЗУ). Для записи и воспроизведения
световых программ используются оперативные и долго-
временное запоминающие устройства. Долговременное
86
запоминающее устройство предназначено для длитель-
ного хранения световых программ.
В качестве ДЗУ применяются перфокарты, а в
устройстве записи программ используется серийный
перфоратор ПИ-80.
Для построения ОЗУ использованы серийные тран-
зисторные логические элементы типа ДТЛ-62 [8].
Регулятор «Новалит» фирмы Stromberg (Финляндия).
Регулятор «Новалит», установленный в Государствен-
ном академическом театре оперы и балета Литовской
ССР (Вильнюс), является регулятором с автоматичес-
кой записью и воспроизведением программ. Регулятор
является сложной автоматизированной системой управ-
ления яркостью источников света. Коротко остановимся
на основных особенностях регулятора. Силовая часть
регулятора принципиально не отличается от описанных
выше регуляторов и состоит из шкафов с тиристорными
регуляторами напряжения и шкафа с распределитель-
ным устройством.
Основным элементом, отличающим данный регуля-
тор, является система управления (пульт управления).
Пульт управления выполнен в виде независимых бло-
ков, выполняющих различные функции и схемно и кон-
структивно не зависимых друг от друга, однако согласо-
ванных друг с другом по электрическим параметрам.
Это позволяет создать гибкую систему управления, ко-
торую можно усложнять по мере надобности, приобре-
тая дополнительные блоки.
Пульт управления рассчитан на регулирование ос-
вещения до 240 источников света и включает:
1. Устройство записи программы. В нем производятся
установка уровня яркости во всех регулируемых цепях
(установка программы) и запись установленной про-
граммы в оперативную память. В отличие от ранее
описанных регуляторов в пульте управления ре-
гулятора «Новалит» применяется так называемая «Из-
бирательная система» управления. Это значит, что в
пульте нет индивидуальных ручек управления каждой
цепи, а имеются одна общая ручка управления и адрес-
ные кнопки (или клавиши), набирая которые можно
подсоединить ручку управления к любой цепи и устано-
вить уровень яркости этой цепи. Таким образом, запись
программы производится следующим образом:
д) набирается номер цепи;
б) устанавливается нужный уровень яркости ручкой
управления (при этом можно наблюдать этот уровень
по шкале ручки, по прибору-на пульте или по яркости
самого прожектора);
в) набирается номер следующей цепи;
г) устанавливается уровень следующей цепи и т. д.
После того как набрана программа освещения, ее
записывают в оперативную память.
2. Оперативная память рассчитана на запись до 80
программ. Если для спектакля необходимо иметь боль-
ше программ, то используется долговременная память.
3. Долговременная память выполнена на перфоленте
и ее емкость практически не ограничена.
4. Телетайп (пишущая машинка с электроприводом).
При помощи телетайпа можно проверить правильность
записи программ в любой последовательности. Телетайп
печатает на специальном бланке все данные записанной
программы: номер цепи, уровень яркости. Телетайпом
можно пользоваться независимо от работы пульта уп-
равления, т. е. печатать программы как до их воспро-
изведения на пульте, так и в момент воспроизведения.
5. Устройство воспроизведения программ.
Устройство воспроизведения содержит элементы
управления считыванием заданной программы, а также
ручку управления для оперативного вмешательства в
любую регулируемую цепь, элементы группового и об-
щего управления и управления скоростью светового
перехода от 0 до 60 с.
Для оперативного вмешательства и корректировки
любой цепи воспроизведенной программы используется
ручка управления с избирательной системой (как это
было описано выше для устройства записи). Для удоб-
ства корректировки таких ручек может быть несколько.
К ручкам группового управления можно присоединять
любое количество цепей, причем это делается заранее
при записи программы.
Система управления регулятора конструктивно вы-
полнена на современных элементах ЭВМ, обладает
гибкостью при построении и удобна в эксплуатации.
Емкость памяти позволяет также использовать систему
управления для программирования и управления раз-
личными устройствами, например дистанционным управ-
лением положением прожекторов, сменой светофильтров,
управлением электроприводами занавеса.
список литературы
1. Терминология регуляторов сценического и студийного освеще-
ния. «Сценическая техника и технология», 1971, вып. 5. с. 3—5.
2. Урии В. Д. Палшка магнитных усилителей. М., «Энергия»,
1967. 64 с.
3. Системы регулирования освещения студий и зрелищных пред-
приятий. — «1 руды НИКОИ», 1973, вып. G7. 70 с.
4. Зильбер В. И. Современные регуляторы освещения для теат-
ров п телестудий. --«Сценическая техника и технология», 1968,
вып. 5, с. 14—15.
5. Дмитриева С. М., Осколков И. Н., Тихменева Н. А. Совре-
менные регуляторы света. — «Техника кино и телевидения», 1967,
№ 11, с. 38—45.
6. Тихменева Н. А. ^Многопрограммный автоматический регу-
лятор света. — «Техника кино и телевидения», 1970, Аг 12, с. 8—17.
7. Михаэль А. Тиристорные регуляторы яркости ламп накали-
вания и люминесцентных ламп для театров и телестудий. — «Сцени-
ческая техника и технология», 1968, вып. 5, с. 15—16.
8. Тихменева Н. А. Многопрограммный автоматический регу-
лятор света на элементах ДТЛ-62. — «Труды ЦНИИ МПС», 1970,
вып. 422, с. 130—140.
9. Тиристоры серии Т штыревые на токи 25—200А. Каталог
05.04.41—75. М., «Информэлектро», 1975. 28 с.
10. Симисторы серии ТС штыревые на токи 80—160А. Каталог
05.04.24—75. М., «Информэлектро», 1975. 16 с.
11. Кремниевые вентили. М„ «Энергия», 1968, 304 с. — Авт.:
Ф. Т. Амелин, В. Б. Братолюбов, И. В. Грехов, Ю. А. Евсеев,
Ю. М. Иньков, И. И. Крюкова, И. А. Линийчук, А. Ф. Свиридов,
И. X. Ситин, И. А. Тепман, В. Е. Челноков, А. Л. Чернов,
С. Б. Юдицкий, Н. И. Якивчик.
12. Тиристоры. (Технический справочник). Под редакцией
В. А. Лабунцова, С. Г. Обухова, А. Ф. Свиридова, М., «Энергия»,
1971 560 с.
13. Полупроводниковые системы управления тиристорными пре-
образователями. Куйбышевское книжное издательство. 1967. 128 с.
Ант.; О. П. Авдеев, Э. М. Димов, К. Д. Колесников, Л. М. Мило-
ванов.
14. Полупроводниковые выпрямители. М., «Энергия», 1967.
3S0 с. Авт.: Е. И. Беркович, Л. И. Боровой, В. М. Вендлан.1,
Б. С. Курносов, В. П. Пырков, Л. Ф. Свиридов, Л. И. Толкачев.
15. Зильбер В. И. Рекомендации по устранению неисправностей
регуляторов напряжения Р1-5-220. РТ-10-220. — «Сценическая тех
ника и технология», 1974, вып. 5, с. 20—24, вып. 6, с. 12—15.
20 к.