Современная электроника №9/2020

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2020 Обе приведённые схемы в принци- пе неплохи, но имеют ряд недостатков: ● схемы нельзя использовать в посто- янно включённом, рабочем состоя- нии, т.к. происходит перегрев и выго- рание резисторов, ограничивающих ток на светодиодах. Да и сами сигна- лы светодиодов нельзя обработать ав- томатически; ● при внезапном отключении (аварий- ном) питающего генератора данные схемы обнаружат пропадание сило- вого напряжения только через 5…10 с. Проблема с аварийным отключени- ем питания обусловлена следующим физическим явлением. В установив- шемся режиме работы вал асинхрон- ного электродвигателя с жёстко сое- динённой с ним через гидронасос и гидромотор нагрузкой раскручен до максимальной скорости. При внезап- ном (аварийном) отключении генера- тора сети в первоначальный момент времени происходит скачок нагружа- ющего момента на валу электродви- гателя. Электродвигатель по инерции продолжает движение и сам начина- ет выполнять функции генератора, вбрасывая накопленную энергию в сеть. При этом, несмотря на отключе- ние основного генератора, напряжение в статоре электродвигателя в сторону уменьшения практически не меняется или изменяется очень мало. С течением времени скорость вра- щения вала электродвигателя под воз- действием возросшего момента нагруз- ки, тем не менее, падает. И только через 5…10 с под действием нагрузки вал электродвигателя теряет свою скорость до нуля, в статоре происходит резкое падение напряжения. Графики, приведённые на рисунке 5, наглядно иллюстрируют этот физиче- ский процесс. Рассмотренные ранее устройства обнаруживают отсутствие (провал) напряжения только на последнем этапе. За 5…10 с «бесконтрольной» рабо- ты системы, при нештатных оборотах приводного электродвигателя и гидро- насоса (после отключения основного генератора) происходит неуправляе- мое движение, что может привести к непредсказуемым последствиям. Осо- бенно ярко это выражено при «попут- ной» работе нагрузки. Поэтому в технических заданиях на разработку следящих приводов спра- ведливо выдвигают требования по поведению нагрузки при аварийном снятии силового электропитания. Например, встречается такая формули- ровка: при пропадании питания допу- скается остаточный выбег нагрузки не более 2 град. Рис. 4. Электрическая схема электронного определителя наличия фаз силовой сети на основе микроконтроллера ATiny Рис. 5. График зависимостей М нагр.эл.двиг =f(t), U пит =f(t), S эл.двиг =f(t) в процессе работы СЭГП и при аварийном отключении силового питания Условные ед. t, с Силовое напряжение питания, U пит Скорость вращения вала электродвигателя, S эл.двиг Момент нагрузки электродвигателя, М нагр.эл.двиг М откл М пуск М уст F1 0,1 A V4 FR157 H1 АЛ307БМ H2 АЛ307БМ H3 АЛ307БМ V5 FR157 V6 FR157 F2 0,1 A F3 0,1 A FR157 FR157 FR157 560 кОм 2,4 кОм 560 кОм 2,4 кОм 560 кОм 2,4 кОм R7 43 кОм АЛ307ВМ KC147A 100 мкФ АЛ307ВМ R8 43 кОм R9 43 кОм D1 ATiny15L R10 300 кОм V1 R1 R2 R3 R4 R5 РВ3 РВ4 MCU PBO PB1 VCC GND РВ5 R6 Н4 V7 C1 Н5 V2 V3 3 5 2 6 1 8 4