Модуль БУАП является упрощённым без корпусным вариантом линейки контроллеров управления станций катодной защиты «КАТРОН-СКЗ» производства ООО «НПП «ДонКонт». БУАП повторяет все основные функции контроллера «КАТРОН-СКЗ» необходимые для управления и контроля работы тиристорного силового модуля, но без функции дистанционного мониторинга телеметрии с упрощённой аналого-измерительной периферией. Не является средством измерения.
Модуль БУАП не имеет в своем составе цифрового дисплея для отображения основных параметров напряжения, тока, потенциала, счётчика времени наработки. Для отображения параметров тока/напряжения и счётчика времени наработки часов могут использоваться, как аналоговые, так и электронные средства измерения ООО «НПП «ДонКонт», так и сторонних производителей аналогичного оборудования. Вариант корпусного контроллера с модулем БУАП включая мультиметр, счётчиком времени наработки «ДонКонт» и необходимыми органами управления называется «Сервисный модуль управления СМ-СКЗ-ТМ». В данном исполнении устройство полностью совместимо с блоком управления «КАТРОН-СКЗ» для функций местного управления станцией катодной защиты.
Тиристорные регуляторы позволяют регулировать среднюю мощность путём повторно-кратковременного подключения цепи нагрузки к источнику питания с пульсирующим постоянным напряжением. В модуле БУАП используется фазовый способ регулирования мощности с изменением момента включения тиристора относительно начала полуволны сетевого напряжения питания. Фазовый способ используют для плавного регулирования с активными и активно-индукционными нагрузками, например, оборудование служб ЭХЗ, инфракрасные лампы, карбоновые излучатели, ТЭНы, электропечи, резистивные плёнки, гальваника и т.д.
Назначение
Сервисный модуль управления «СМ-СКЗ-ТМ» предназначен для плавного регулирования мощности в цепях постоянного тока фазовым способом в составе тиристорных регуляторов. Схема подключения изделия представляет собой однофазный выпрямительный мост, выполненный по классической схеме – два диода, два тиристора. Подключение к сети производится через силовой понижающий трансформатор. В зависимости применённых комплектующих можно собрать выпрямитель с выходной мощностью от единиц Вт и до нескольких кВт.
Важные особенности:
- плавная регулировка выходной величины от 1 до 95%
- защита от перегрузки по току
- интеллектуальное автоматическое переключение режимов работы при аварийных ситуациях
- самодиагностика при включении
- светодиодное отображение режимов работы на изделии с возможностью вывода индикации на панель
- защита от перегрева тиристоров и трансформатора автоматическое понижение выходной мощности или отключение изделия. (Данная функция для использования модуля БУАП в станциях катодной защиты отключена! Для охлаждения трансформатора и силового моста используется только пассивная циркуляция воздуха внутри шкафа)
Изделие может быть использовано в электропечах, электрообогревателях, устройствах плавного пуска двигателей, регулирования мощности осветительных ламп накаливания, инфракрасных ламп, карбоновых, нихромовых и прочих нагревателей сопротивления, коллекторных двигателей с дополнительным выпрямителем, нагрузок, подключённых через низкочастотные трансформаторы. Ниже показано типовое подключение периферии модуля БУАП для инсталляции изделия в проекты сторонних производителей оборудования.
Изделие не рекомендуется использовать для регулирования мощности люминесцентных газоразрядных ламп, не диммируемых светодиодных ламп, синхронных и вентильных электродвигателей, конденсаторных батарей без разделительного диода, электронных устройств, питающихся через импульсные сетевые блоки питания.
Комбинация перемычек на контактах XT10 и XT11 задаёт модулю БУАП номинальное значение ведомого силового блока для автоматического ограничения выходного тока в нагрузку. Внешний вид верхней защитной крышки и нанесённые обозначения контактов модуля БУАП изображены ниже.
Например, неустановленные перемычки на контактах А0…А3 будут интерпретироваться модулем БУАП, как режим №15 (А0_А1_А2_А3 = 1111)
Назначение контактов модуля БУАП, разъём XP3
|
Номер входа/ выхода |
Тип |
Назначение |
|
1 |
Выход | Гальванический развязанный выход управления тиристором 1 |
|
2 |
Выход | Гальванический развязанный выход управления тиристором 2 |
|
3 |
Выход | Гальванический развязанный выход управления тиристором 2 |
|
4 |
Питание | 0 В |
|
6 |
Питание | 0 В |
|
7 |
Диф.вход | Аналоговый вход измерения тока (катод), 100 А
(напряжение падения на шунте 0-75 мВ) |
|
8 |
Питание | Напряжение питания контроллера ~9 В, 1 А |
|
9 |
Диф.вход | Аналоговый вход измерения тока (анод), 100 А
(напряжение падения на шунте 0-75 мВ) |
|
10 |
Питание | Напряжение питания контроллера ~9 В, 1 А |
|
11 |
Диф.вход | Аналоговый вход измерения защитного потенциала 0…5 В |
|
13 |
Диф.вход | Аналоговый вход измерения защитного потенциала 0…5 В |
|
15 |
Выход | Гальванический развязанный выход управления тиристором 1 |
*Корпус разъёма соединён с нулевым потенциалом контроллера (0 В)
Основные технические характеристики модуля БУАП
| Напряжение питания |
~9 В |
| Потребляемый ток , не более |
200 мА |
| Количество аналоговых входов |
2 шт. |
| Количество дискретных (релейных) входов |
8 шт. |
| Напряжение силовой цепи |
6…96В |
| Частота напряжения силовой цепи и рабочий диапазон длительности полуволны напряжения |
49…51 Гц и 9,8…10,2 мс |
| Пределы регулирования фазового угла включения тиристоров |
6…175° |
| Максимальный импульсный выходной ток управления |
1 А |
| Минимальный импульсный выходной ток управления |
6 мА |
| Время нарастания мощности нагрузки от нуля и до максимума |
≤5 с |
| Время нарастания мощности нагрузки от максимума и до нуля |
≤2 с |
| Рабочая температура |
-40…+50 °С |
| Относительная влажность воздуха |
≤95% |
| Габаритные размеры без выступающих элементов
«Сервисный модуль управления СМ-СКЗ-ТМ», не более |
|
| • длина
• ширина • глубина |
135 мм 120 мм 60 мм |
| Габаритные размеры без выступающих элементов
модуль БУАП, не более |
|
| • длина
• ширина • глубина |
130 мм 90 мм 20 мм |
Конструктивное исполнение
Модуль БУАП представляет собой электронный блок на рис. 1 без дополнительного оборудования и на рис. 3 инсталлированного в металлический корпус с дополнительным оборудованием мультиметр (слева) и счётчик (справа) времени наработки СВН. Также в корпус установлены органы управления и индикации модуля БУАП это два переключателя.
Первый переключатель — это выбор параметра, по которому будет производиться модулем БУАП изменение фазы угла открытия тиристоров для поддержания установленного параметра уставки — защитный потенциал или выходной ток. Уставка устанавливается путём поворота ручки регулятора на передней панели «Сервисного модуля управления СМ-СКЗ-ТМ» (см. рис.3) Установка и контроль выбранного параметра (защитный потенциал «В» или выходной ток «А») производится с помощью показаний цифрового мультиметра и поворота регулятора потенциометра вправо или влево. Переключение между «А» и «В» производится с помощью фиксирующейся кнопки и дополнительно дублируется зажиганием соответственно красного «А» или зелёного «В» светодиода (см. рис. 3)
Второй переключатель выбор режима работы модуля БУАП автоматический или ручной. Соответственно в автоматическом режиме будет производиться фазовая подстройка угла открытия тиристоров, а в ручном режиме нет.
Индикаторы «Авария» и «Перегрузка» модуля БУАП зажигаются: «Авария» при превышении фазового угла открытия тиристоров и недостижения желаемого выходного параметра (ток или защитный потенциал), «Перегрузка» при превышении выходной мощности силового блока указанного перемычками на контактах ХТ10-ХТ11 (см. рис.5)
Принцип работы
Модуль БУАП производит автоматическую подстройку фазы угла открытия тиристоров с помощью обратной связи по току – это напряжение падения на токовом шунте от 0…75 мВ или величины напряжения полученного от медносульфатного электрода сравнения — это напряжение в диапазоне 0…5 В. Эти напряжения задают модулю БУАП фазовый сдвиг открытия тиристоров и тем самым величину части каждой полуволны сетевого напряжения, подаваемого на нагрузку через тиристоры. Регулировка фазового сдвига позволяет регулировать среднюю мощность нагрузки. Под действием управляющих сигналов модуля БУАП, подключенные к нему тиристоры, открываются в каждой полуволне напряжения сети и начинают проводить ток в нагрузку. При переходе тока нагрузки через нуль открытый тиристор закрывается. Таким образом, нагрузка получает полуволну напряжения, которая является некоторой частью полуволны напряжения сети. Чем раньше включится тиристор в очередной полуволне напряжения, тем большая её часть будет приложена к нагрузке. При глубоком понижении мощности происходит существенное искажение формы напряжения нагрузки. Поэтому фазовый способ регулирования мощности подходит только для относительно инерционных нагрузок, не критичных к искажениям формы напряжения питания см. рис. 10 ниже.
Указания мер безопасности
Подключение модуля БУАП должно производиться специалистами-электриками, знающими и соблюдающими действующие правила устройства электроустановок.
ВНИМАНИЕ! Недопустимо прикасаться открытыми участками тела к разъёмам модуля БУАП, соединять и разъединять их при наличии напряжений на высоковольтной стороне.
ВНИМАНИЕ! Для надёжного отключения схемы тиристорного регулятора от сети обязательно использовать механические расцепители. Тиристоры не являются надёжными ключами. Выключение управляющих сигналов не гарантирует отсутствие опасных напряжений на выходных проводах тиристорного регулятора.
Тиристорный регулятор не рекомендуется включать без нагрузки либо с нагрузкой большого сопротивления. Включение тиристоров будет не устойчивым. Токи через закрытые силовые тиристоры и через проходное сопротивление цепи управления в сумме могут быть порядка десятков миллиампер. Поэтому сопротивление нагрузки тиристорного регулятора должно быть не более тысячи Ом.
К тиристорному регулятору не рекомендуется подключать нагрузку, не рассчитанную на полное напряжение сети, поскольку есть вероятность несанкционированного отпирания тиристоров по причине электромагнитных помех, либо электрического пробоя.
Комплектность поставки
Изделие имеет следующую комплектность поставки.
- Изделие в виде модуля БУАП без корпуса, либо «Сервисный модуль управления СМ-СКЗ-ТМ» в корпусе.
- Настоящее руководство по эксплуатации на партию и паспорт на каждое изделие.
Возможные неисправности, причины и рекомендации для исправления
|
Неисправность |
Возможные причины и рекомендации |
| При подаче напряжения питания на изделие индикаторы питания не светятся и изделие не работает. | Отсутствует контакт в разъёме питания. Рекомендуется восстановить контакты. |
| Питание изделия есть, светятся индикаторы питания, но схема тиристорного регулятора не работает. | Нагрузка имеет сопротивление больше 1 кОм, либо не подключена. Нет контакта либо замыкание в разъёме цепей управления тиристорами. |
| При включении силового питания и нулевой уставке (регулятор в крайнем левом положении) либо отсутствие питания изделия на нагрузку поступает напряжение сравнимое с напряжением питания. | Нагрузка имеет сопротивление более 1 кОм либо произошёл обрыв нагрузки.
Перепутано подключение контактов управления тиристорами. Рекомендуется отдельно проверить работу тиристоров и восстановить правильность подключения. |
| При работе изделия напряжение нагрузки несанкционированно выключается и снова включается. | Сильные электромагнитные помехи. Искажение напряжения силового питания. Большой реактанс цепей питания.
Рекомендуется расположить изделие дальше от источников сильных электромагнитных помех, мощность питающей цепи в точке подключения должна иметь не меньше двойного запаса мощности изделия, использовать провода питания достаточного сечения. |
При наличии других неисправностей, следует обратиться к производителю.
Если вас заинтересовал сервисный модуль управления СМ-СКЗ-ТМ или у вас появились идеи использования устройства в своих изделиях, пожалуйста, свяжитесь с нами.