Плата питания для лифтов серии укл

 Плата питания для лифтов сери УКЛ схема электрическая принципиальная

 

ПЛАТА ПИТАНИЯ.ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ +24В

Принципиальная схема источника питания (см. КАФИ.469135.008 Э3) выполнена по ставшей уже классической схеме.

Функции нерегулируемого выпрямителя в схеме выполняет конструктивно законченное изделие - диодный мостовой блок VZ1. Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения до необходимого уровня осуществляют конденсаторы C2, C3, C5. Элементом схемы, обеспечивающим постоянство выходного напряжения источника и его защиту от токовых перегрузок, является микросхема интегрального стабилизатора напряжения DA1 (ИМС LM317T). Микросхема LM317T представляет собой регулируемый 3-х выводной стабилизатор положительного напряжения, имеющий полную систему защит от перегрузок, включая внутрисхемное ограничение рассеиваемой мощности, защиту от перегрева и токовую защиту выходного транзистора.

Стабилизатор работает с внешним резистивным делителем напряжения R8, R9, R10, выход которого подключен к выводу «регулировка» микросхемы. Это позволяет регулировать выходное напряжение Uвых схемы путем изменения сопротивления резистора R10.

Электрические характеристики и предельные параметры LM317T представлены в таблице 1

 

Таблица 1
Электрические характеристики
Параметр	Режим измерения				Мин.		Тип.	Макс	Ед. изм.
Нестабильность по входному напряжению (при постоянном токе нагрузки)	Тj = 25 C; 3B<=(Vin - Vout )<=40B; Iout=0.1A				-		0.01	0.04	%/В
	0 C <=Tj<= 125 C; 3B <=(Vin - Vout) <=40B; Iout=0.1A				-		0.02	0.07
Нестабильность по току нагрузки	Vout <5В	Тj = 25 C 10мА <=Iout <=1.5A,			-		5	25	мВ
	Vout >5В				-		0.1	0.5	%
	Vout <5В	0 C<=Tj<=125 C 10мА<=Iout<=1.5A			-		20	70	мВ
	Vout >5В				-		0.3	1.5	%
Температурная нестабильность	0 C<=Tj<=125 C				-		0.7	1.0	%
Ток по входу «регулировка».							50	100	мкА
Опорное напряжение	10мА <= Iout <=1.5A; 3B<= (Vin - Vout ) <=40B; Pt<= 20Вт				1.20		1.25	1.30	B
Предельные параметры
Параметр			Обозначение	Величина		Ед. измерения
Максимальное напряжение между входом-выходом			Vin - Vout	40		В
Температура пайки			Tlead	230		ºC
Мощность рассеивания с теплоотводом			Pd	20		Вт
Диапазон рабочих температур			Tj	0 дo +125		ºC
Диапазон температур хранен			Tstg	-65 дo +150		ºC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвых	= Uоп•(1 +	R9+R10	),
		R8

где Uоп – опорное напряжение микросхемы.

 

ПЛАТА ПИТАНИЯ. УЗЕЛ «ПЕРЕГРЕВ 1» И «ПЕРЕГРЕВ 2».

На рис. 1 изображен фрагмент структурной схемы системы управления лифтом, предназначенный для температурной защиты главного электродвигателя.

Здесь, непосредственный контроль за температурой нагрева двигателя осуществляют позисторы (терморезисторы с положительным температурным коэффициентом, встроенные в статорные обмотки электродвигателя).

Позисторы подключены к входным цепям узлов контроля, размещенных на плате питания.

Если сопротивление позистора Rt2 превысит заранее установленную величину, на выходе узла контроля Rt2 должен быть сформирован логический командный сигнал «перегрев 2», который поступает на плату микропроцессорного управления для дальнейшей обработки и принятия решения по аварийному останову кабины лифта.

Если контрольное значение сопротивления превышено позистором Rt1, то на выходе узла контроля Rt1 должен появиться управляющий сигнал «перегрев 1», под действием которого оптронный ключ VUпереключается в состояние «замкнут». Включается электродвигатель вентилятора.

Для того чтобы двигатель, после перегрева, мог гарантированно вернуться к нормальному температурному режиму, необходимо сделать уровни сопротивлений, при которых происходит срабатывание узлов и их возвращение в исходное состояние разными. Иначе говоря, при разработке указанных узлов необходимо предусмотреть температурный гистерезис:

Rt2сраб -Rt2опт = ∆R

Rt1сраб -Rt1опт = ∆R.

Надежная температурная защита двигателя может быть обеспечена в том случае, если узлы контроля будут адекватно реагировать на неисправность датчиков температуры. Наиболее распространенными вариантами подобного рода нештатных ситуаций являются обрыв позистора или его короткое замыкание. Поэтому, при разработке узлов температурного контроля необходимо предусмотреть технические решения, позволяющие формировать команды «перегрев 2» и «перегрев 1» при обрыве и коротком замыкании позисторов Rt2 и Rt1 соответственно.

 

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА. УЗЕЛ «ПЕРЕГРЕВ 2».

Структурная схема узла «перегрев 2» показана на рис. 2. В ее состав, помимо аналогового компаратора, входят:
1. Источник неизменного тока I. В выходную цепь источника включен позистор Rt2 и параллельно соединенный с ним резистор R1. Напряжение на выходе измерительной цепи:

Utº=	I×Rt2×R1
	Rt2+R1

Резистор R1 является имитатором недопустимо большого сопротивления датчика температуры при обрыве цепи позистора.

2. Детектор нуля. Данный элемент выполняет ту же функцию, что и резистор R1, но только в тех случаях, когда происходит короткое замыкание позистора. Характеристику «вход – выход» детектора представляет следующее выражение3. Сумматор – элемент, осуществляющий алгебраическое суммирование напряжений, действующих на выходах измерительной схемы и детектора нуля.

UΣ =Utº + Uдет

В режиме измерения температуры:

UΣ=	I×Rt2×R1
	Rt2+R1

При обрыве цепи позистора или ее коротком замыкании:

UΣ = Umax > Uсраб

4. Ключевая схема – схема, работающая в режиме большого сигнала и обеспечивающая требуемые значения выходного напряжения и тока узла.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА. УЗЕЛ «ПЕРЕГРЕВ 1».

труктурная схема узла «перегрев 1» показана на рис. 3. Единственное ее отличие от структурной схемы узла «перегрев 2» - иная структура выходного формирователя. Поскольку выходной сигнал узла «перегрев 1» должен быть токовым, в схеме предусмотрен источник неизменного тока Iвых, который подключается к выходу узла через электронный ключ. Состояние (включен/выключен) ключа зависит от уровня сигнала на выходе компаратора. При перегреве двигателя на выходе компаратора формируется сигнал «лог.1». Электронный ключ переключается в состояние «замкнут» и ток Iвых поступает в нагрузку. В остальном, структура узла «перегрев 1» ничем не отличается от структуры узла «перегрев 2».

 

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА. 

Базовым элементом схемы, контролирующей вторую ступень нагрева главного электродвигателя, является компаратор напряжения DD2. К выходу компаратора подключена схема электронного ключа, выполненная на транзисторах VT3…VT6 и служащая для получения требуемых величин выходного напряжения и тока схемы.

Внешний резистивный датчик температуры Rт2 совместно с резисторами R17, R18 и R19 образуют делитель напряжения, выходы которого подключены к входам «запуск» (Sn), «срабатывание» (Rn) и «сброс» (R) компаратора DD2. Резисторы делителя выбраны таким образом, что если сопротивление датчика Rт2 достигает контрольного значения (Rт2=2100 Ом), то напряжение на входе «Rn» DD2 становится равным 2/3 напряжения питания микросхемы. Происходит срабатывание компаратора и на выходе узла появляется напряжение высокого уровня, свидетельствующее о перегреве двигателя. Индикатором перегрева второй ступени является светодиод VD12 («Перегрев 2»).

При снижении температуры двигателя уменьшается сопротивление датчика Rт2 и, следовательно, падает напряжение на входе «Sn» DD2. Если это напряжение становится меньше чем 1/3 напряжения питания микросхемы, происходит отпускание компаратора и на выходе узла формируется напряжение низкого уровня, указывающее на отсутствие перегрева.

При обрыве цепи Rт2 его функцию выполняет резистор R17. Поскольку сопротивление резистора R17 значительно превышает контрольное значение Rт2, на выходе узла появляется напряжение высокого уровня.

Короткое замыкание датчика Rт2 приводит к появлению на приоритетном входе «R» DD2 напряжения равного нулю. В этом случае, независимо от значений напряжения на остальных входах компаратора, на выходе узла появляется напряжение высокого уровня.

Схема, контролирующая сопротивление датчика температуры Rт1 (датчик первой ступени нагрева) главного двигателя построена на базе компаратора напряжения DD5. К выходу компаратора подключена схема электронного ключа, выполненная на транзисторах VT9 и VT10. Ключ дает возможность, при срабатывании компаратора, подключить к выходной цепи узла источник неизменного тока, собранный на микросхеме DA4. В остальном, работа схемы не отличается от работы узла, контролирующего сопротивление позистора Rт2. 

ПЛАТА ПИТАНИЯ. УЗЕЛ «ДТ».

 

К числу контрольных функций, реализуемых микропроцессорным устройством управления лифтами, относится контроль работоспособности электромагнитных пускателей главного электродвигателя (прежде всего – в УКЛ для лифтов с нерегулируемым приводом).

Основное назначение пускателей - непосредственное управление главным электродвигателем, суть которого сводится к операциям «коммутация», «реверс» и «дискретное изменение скорости».

Наиболее распространены следующие дефекты пускателей:

1.     пускатель не выключается при обесточивании его катушки (залипание силовых контактов).

2.     пускатель не включается при подключении его катушки к источнику управляющего напряжения (заклинивание, недопустимо низкое напряжение управления).

В микропроцессорном устройстве управления, защиту от заклинивания пускателей осуществляет схема, показанная на рис. 1.

Работает схема следующим образом.

Переменный ток, текущий в цепи управления пускателей главного привода КМ1…КМ4 измеряется и контролируется схемой «узел датчика переменного тока».

При включении пускателей (одновременно включаются два пускателя из четырех), ток в контролируемой цепи резко возрастает. Этот факт фиксирует узел датчика тока. На выходе узла появляются импульсы, следующие с частотой 50 Гц. Далее производится подсчет этих импульсов, то есть, по существу, определяется время, включения пускателей. Если измеренное время включения превышает допустимое значение, то цепь управления пускателей отключается от источника ~ 110В. На индикатор выводится соответствующий код ошибки.

Таким образом, узел датчика тока, функционирующий в составе схемы защиты пускателей должен (рис. 2):

сформировать сигнал «лог. 1», если амплитуда переменного тока, текущего в цепи управления пускателей главного привода не превышает установленный уровень;

сформировать стабильный по длительности отрицательный импульс, если амплитуда переменного тока, текущего в цепи управления пускателей главного привода превысит установленный уровень.

 

 

 

 

 

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА.

 

Структурная схема узла «ДТ»  показана на рис. 3, а диаграммы, поясняющие ее работу – на рис. 

Работает схема следующим образом.

Контролируемый переменный ток преобразуется, однополупериодным выпрямителем в полуволны тока положительной полярности, которые поступают на вход преобразователя ток – напряжение. Положительные полуволны напряжения U1, действующие на выходе преобразователя, подаются на вход сравнения безгистерезисного компаратора.

Если амплитуда полуволн превышает установленный уровень Uсраб, на выходе компаратора появляются импульсы U2, длительность которых зависит от величины 
(U1max ― Uсраб), а частота следования равна 50 Гц.

Для того чтобы стабилизировать длительность выходных импульсов, к выходу компаратора подключен формирователь стабильных, по длительности импульсов Uвых (одновибратор).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА. (СМ. КАФИ.469135.008 Э3).  В состав датчика переменного тока входят:
§        измерительный элемент - резистор R2;
§        линейный преобразователь сигнала измерительного элемента – каскад с общим коллектором, собранный на транзисторе VT1;
§        таймер DD1, выполняющий, одновременно, функции компаратора и формирователя выходных импульсов.
Резистор R2 включен последовательно в цепь источника переменного напряжения ~110В.
Положительные полуволны измеряемого тока iвх, следующие с частотой 50 Гц, преобразуются резистором R2 в полуволны напряжения iвх•R2.
Падение напряжения на R2, с помощью эмиттерного повторителя на транзисторе VT1, преобразуется в полуволны напряжения uRn, действующие на входе «Rn» («срабатывание») таймера DD1.

uRn	@	iвх •R2•(R6+R7)
		R1

 
Диод VD26 защищает цепь база – эмиттер транзистора VT1 от недопустимо больших обратных напряжений.
В тех случаях, когда амплитуда напряжения на входе «Rn» DD1 не превышает порог срабатывания таймера uсраб, на его выходе «⊲» присутствует потенциальное напряжение высокого уровня (сигнал «1»).
Если амплитуда полуволны uRn превышает порог срабатывания таймера, на его выходе появляется напряжение низкого уровня (сигнал «0»). Включается внутренний транзистор таймера; начинается процесс разряда конденсатора C8.
Внутренний транзистор таймера подключает резистор R11 параллельно цепи (R6+R7).
Поскольку сопротивление резистора R11 выбирается из условия
 

R11

<<

R6+R7,

то напряжение на входе Rn DD1 резко уменьшается до уровня uRn < uсраб.
Через время, зависящее от произведения C8•R13, напряжение на входе «Sn» («запись») уменьшается до значения второго порога таймера, - порога записи uзап. На выходе «⊲» DD1 появляется напряжение высокого уровня. По цепи R14, VD8 происходит быстрый заряд конденсатора C8. Схема возвращается в исходное состояние. С приходом следующей полуволны uRn, процесс формирования выходного импульса повторяется. Если с течением времени выполняется условие uRn > uсраб, на выходе таймера присутствует последовательность стабильных по длительности отрицательных импульсов, следующих с частотой 50Гц. Горит светодиодный индикатор токовой перегрузки VD7 («Перегрузка»)
Выражение для действующего значение тока Iвх, при котором происходит срабатывание схемы <
показывает, что величину Iвх можно регулировать с помощью переменного резистора R6.

ПЛАТА ПИТАНИЯ. УЗЕЛ «1ДШ».

Важной задачей, которую в обязательном порядке необходимо решать при создании систем и средств автоматизации лифтов является защита от попыток несанкционированного проникновения в шахту лифта посторонних лиц.
В УКЛ для пассажирских лифтов, указанная задача решается с использованием структуры, представленной на рис. 1.
Здесь, для формирования результирующей команды «охрана шахты» используется несколько каналов передачи информации от датчиков системы управления лифтом. Одним из таких источников информации является двухполюсная схема, основу которой составляют нормально разомкнутые блокировочные контакты замков дверей шахты SM(I)1, SM(I)2, где I – номер этажа.
При закрытых дверях шахты, все блокировочные контакты разомкнуты. Цепь, связывающая источник ~ 110В со входом узла контроля дверей шахты разомкнута.
При открытии дверей шахты на каком–либо одном этаже, соответствующие контакты замыкаются. Вход узла контроля дверей шахты оказывается связанным с источником ~ 110В через токоограничивающий резистор Rдш.
При одновременном открытии дверей шахты на двух этажах, вход узла контроля дверей шахты оказывается связанным с источником ~ 110В через эквивалентный резистор Rдш ⁄ 2.
В соответствии с принятыми правилами формирования команды «охрана шахты», основной функциональной задачей узла контроля дверей шахты является реализация следующего алгоритма:

            RдшΣ ® ∞                 Uвых = «лог 0»          (двери шахты закрыты)
            RдшΣ = Rдш             Uвых = «лог 1»          (открыта одна дверь шахты)
            RдшΣ = Rдш ⁄ 2         Uвых = «лог 0»          (открыты две двери шахты)
            RдшΣ = Rдш ⁄ 3         Uвых = «лог 0»          (открыты три двери шахты)
            и т.д.
            где Uвых – напряжение, действующее на выходе узла,
            RдшΣ – эквивалентное сопротивление резисторов Rдш

труктурная схема узла «1ДШ» показана на рис.2. Диаграммы, отражающие работу узла, представлены на рис. 3.

Работа схемы происходит следующим образом.

Если все двери шахты закрыты, то RдшΣ®¥ и напряжение на выходе амплитудного детектора отсутствует. На выходах компараторов 1 и 2 действует сигнал «лог. 0».

При открытии одной двери шахты, сопротивление RдшΣ = Rдш. На выходе измерительной цепи появляется переменное напряжение, которое, благодаря амплитудному детектору преобразуется в постоянное напряжение U1дш. Величина этого напряжения достаточна для переключения компаратора 1, но недостаточна для переключения компаратора 2. (U1дш > Uсраб1, U1дш < Uсраб2). В результате, на выходе компаратора 1 появляется сигнал «лог. 1», а на выходе компаратора 2 продолжает действовать сигнал «лог. 0».

При открытии двух дверей шахты сопротивление RдшΣ  становится равным 
RдшΣ = Rдш /2. Увеличивается напряжение на выходе резистивного делителя и, следовательно, возрастает до уровня U2дш, постоянное выходное напряжение амплитудного детектора. Величина этого напряжения достаточна для переключения компаратора 2 (U2дш> Uсраб2). Таким образом, на выходах компараторов 1 и 2 появляется сигнал «лог. 1».

К выходным цепям компараторов подключено устройство логической обработки сигналов (комбинационная схема), реализующее Булеву функцию вида:

 

Y=

x1×

x2

 

где x1 = Uкомп1, x2 = Uкомп2

Очевидно, Y=1 только при одновременном выполнении двух условий:

 

x1=1 и x2=0

 

Иначе говоря, сигнал на выходе комбинационной схемы будет равен «лог. 1» только если открыта одна дверь шахты.

Сигнал с выхода комбинационной схемы, пройдя элемент гальванической развязки поступает на управляющий вход электронного ключа. Если значение этого сигнала равно «лог. 1», то ключ замкнут, и напряжение Еп оказывается приложенным к выходу узла.

Для того чтобы минимизировать отрицательное влияние колебаний сетевого напряжения на работу узла, напряжение Uсраб2 сделано зависимым от величины напряжения сети.