Curso de diseño de electrónica analógica, fácil de aprobar, diseño de circuito de protección contra subtensión.

Idea de diseño: este circuito de protección toma muestras y detecta el voltaje del equipo de suministro de energía. Si el voltaje aparece sobrevoltaje o subvoltaje (los valores de sobrevoltaje y subvoltaje se pueden configurar según sea necesario), el circuito de protección interno. El relé de ejecución se retrasa y se libera (el relé de ejecución interno está en un estado de activación cuando no hay sobretensión o subtensión en el circuito de protección durante el funcionamiento normal). Para lograr la protección de los equipos eléctricos. El diagrama del estado de funcionamiento del circuito de protección se muestra en la Figura 1.

Haga clic para ver la imagen original Figura 1. Diagrama del estado de funcionamiento Estado de sobretensión Cuando el voltaje de trabajo agregado es mayor que el valor máximo del estado de subtensión y menor que el valor mínimo del estado de sobretensión, la ejecución interna El relé del circuito de protección está en estado de funcionamiento extraíble. Cuando el voltaje de la red excede el valor de configuración de sobretensión, el protector ingresa al estado de trabajo de protección de retardo. Después de que llega el retardo T (tiempo), el relé de ejecución interno cambia del estado de activación al estado de liberación. Estado de subtensión: cuando el voltaje de trabajo agregado es menor que el valor mínimo del estado de sobretensión y mayor que el valor máximo del estado de subtensión, el relé de ejecución interno del circuito de protección está en el estado de funcionamiento de activación. Cuando el voltaje de la red es inferior al valor de configuración de bajo voltaje, el circuito de protección ingresa al estado de trabajo de protección de retardo. Después de que llega el retardo T (tiempo), el relé de ejecución interno cambia del estado de activación al estado de liberación. Trabajo de retardo El circuito de protección agrega una función de tiempo ajustable a la protección de retardo de acuerdo con los valores de configuración de sobretensión y subtensión para cumplir con diferentes protecciones de sobretensión y subtensión. Específicamente, el circuito integrado de temporización programable MC4541 de Motorola se puede utilizar para completar la función de retardo de configuración. El retraso se logra gracias a que los pines 1 a 3 son resistencias externas para el oscilador de reloj (RTC de 1 pin es una resistencia de temporización ajustable) y condensadores (condensador de temporización CTC de 2 pines). El tiempo de retardo específico T=1.2×2nRRTC×CCTC, ya que los pines 12 y 13 del circuito integrado de temporización son A y B (el terminal de selección de programación de constante de temporización se puede programar con niveles de nivel externos) A=0, B=0, 2n =8192 ?T="1".2×8192×1×106×3.3×10-9=32(s), el tiempo de configuración correspondiente lo ajusta RRTC. El MR periférico de 6 pines es el terminal de control de reinicio manual. Cuando el nivel bajo es "0", el temporizador funciona con un retraso. Cuando el nivel alto es "1", el temporizador se reinicia y enciende automáticamente. Cuando el terminal de selección de nivel alto o bajo de salida de 9 pines y el terminal de selección de temporización única o de temporización de ciclo MODE de 10 pines seleccionan "1" y "0" respectivamente, el estado de funcionamiento del terminal de salida Q de 8 pines es encendido. pull-in (nivel alto de salida), cuando el pin 6 MR está en el nivel bajo "0", el temporizador funcionará durante un retraso. Una vez finalizado el retraso, el pin 8 saltará del nivel alto al nivel bajo (el relé de control externo cambia). de pull-in a pull-in). Parámetros técnicos del circuito de protección Los ajustes de los parámetros de sobretensión del circuito de protección son: 412V, 424V, 436V, 448V, 460V, 472V. El valor de sobretensión se puede configurar según las necesidades. Los parámetros de subtensión del circuito de protección están configurados en: 376V, 364V, 352V, 340V, 328V. El valor de subtensión se puede configurar según las necesidades. El tiempo de retardo del circuito de protección es ajustable en 30 segundos. El tiempo correspondiente se puede configurar según los valores de sobretensión y subtensión. Circuito de protección El circuito de protección se muestra en la Figura 2.

Haga clic para ver la imagen original ¿Figura 2? En condiciones normales de funcionamiento del circuito de protección, los voltajes de fase detectados L1, L2 y L3 pasan a través de tres conjuntos de circuitos de detección de voltaje (los tres conjuntos son iguales). ), y las señales de voltaje detectadas Sacar y comparar con los valores de subtensión y sobretensión establecidos. Por ejemplo, el voltaje de fase L1 se divide por las resistencias R22 y R23, y la señal de voltaje de CA dividida se extrae de la resistencia R23. Después de la rectificación y filtrado por VD12 y C6, se agrega R21 al terminal de entrada inversor de IC5A y al. Terminal de entrada no inversora del extremo IC5B respectivamente. Y a través del terminal de entrada no inversor 3 de IC5A (valor de configuración de sobretensión) y el terminal de entrada inversor 6 (valor de configuración de subtensión) de IC5B, se determina la comparación de sobretensión y subtensión. Si está en un estado de funcionamiento normal, el terminal de salida 1 de IC5A y el terminal de salida 7 de IC5B son ambos de alto nivel "1", y los terminales de entrada 1 y 11 de las puertas AND IC2A e IC2C se agregan respectivamente. Los otros dos voltajes de fase L2 y L3 tienen el mismo estado de funcionamiento.

Cuando los voltajes de fase L1, L2 y L3 funcionan a voltajes de funcionamiento normales, los terminales de salida 9 y 10 de la puerta AND IC2C están en nivel alto. Después de ser procesados ​​por el interruptor de conversión de funciones K y la puerta AND IC2B, el Se agrega un nivel alto al terminal IC16 (terminal de reinicio automático MR) para colocarlo en el estado de conducción de reinicio automático, KA1 en el circuito de protección está cerrado y el contacto de protección está en un estado cerrado. Circuito de bobina que une (conexión en serie) al contactor del equipo eléctrico, de manera de lograr el normal suministro eléctrico del equipo. Si se produce sobretensión o subtensión en el bucle de detección y comparación, los terminales de salida 1 y 7 de IC5A e IC5B aparecerán en un nivel bajo "0", lo que provocará que las salidas 9 y 10 de la puerta AND IC2A e IC2C estén en un nivel bajo. estado respectivamente, lo que hace que el circuito de protección entre en trabajo de protección. Agregue la puerta IC2B AND al circuito para garantizar que el terminal de salida 6 tenga un nivel bajo independientemente de las condiciones de sobretensión o subtensión. Agréguelo al terminal de control de reinicio manual MR del pin IC16 a través del interruptor de conversión de función K para retrasarlo. El retardo termina, el pin 8 del terminal de salida de IC1 emite un nivel bajo, la bobina KA1 en el circuito de protección pierde energía y el contacto de protección se desconecta. En este momento, la bobina del contactor para agregar equipo eléctrico se libera y el externo. se desconecta el suministro eléctrico, protegiendo así sus equipos eléctricos. Cuando se realiza un ajuste de línea base de subtensión (ajuste RP3), sobretensión (ajuste RP2), el ajuste correspondiente debe realizarse junto con RP1. Por lo general, durante el ajuste de subtensión, el voltaje de la línea trifásica se ajusta a 350 ± 10 V (en este momento, el voltaje de fase correspondiente es inferior a 220 V CA y el voltaje de fase muestreado de L1, L2 y L3 está en un estado de subtensión). ajuste RP3 a la posición media, luego ajuste ligeramente RP1. En este momento, el relé interno está en un estado de funcionamiento crítico y el interruptor de función debe estar en un estado de sobretensión. En términos de procesamiento de bajo voltaje, el terminal de entrada no inversor de IC5B (su IC4B e IC3B son iguales) se agrega con retroalimentación positiva paralela de voltaje (de R19, VD11), de modo que durante la detección de bajo voltaje, si funciona normalmente, el potencial del terminal 5 aumentará debido a la retroalimentación positiva, para garantizar que su condición de funcionamiento sea estable también en el procesamiento de sobretensión, IC5A (su IC4A e IC3A son iguales) también agrega retroalimentación positiva de voltaje paralelo (de R13, VD8). ) al terminal de entrada no inversor 3, de modo que durante la detección de sobretensión, como cuando el valor de sobretensión detectado es inferior a su valor establecido, se garantiza la estabilidad de su estado de funcionamiento. En la parte de alimentación del circuito de protección, la tensión de trabajo la proporciona la tensión de fase AC220V a través del secundario del transformador T1. Durante el procesamiento de energía, el regulador de voltaje inverso V1 se conecta en serie al extremo de entrada del regulador de voltaje de tres terminales IC6, y el regulador de voltaje inverso V2 se conecta en serie al extremo frontal del controlador V3, lo que puede garantizar completamente que el voltaje de fase funcionará si está bajo voltaje. La fuente de alimentación no puede hacer que su circuito funcione normalmente, lo que garantiza que KA1 no pueda conectarse normalmente, lo que hace que el circuito de protección esté en un estado de protección de bajo voltaje.