Ограничения коммутационных электромагнитных помех в цепях управления. 10.8.3. Схемы защиты от помех для устройств постоянного тока

10.8.3. Схемы защиты от помех для устройств постоянного тока

В табл. 10.8 приведен обзор важнейших свойств схем зашиты, которые могут при­меняться в приборах постоянного тока.

В табл. 10.8 приняты следующие обоз­начения:

R_s, L_s, C_s, T_s = LJR_S — действующее сопротивление, индуктивность, емкость и постоянная времени обмотки возбуждения;

I _ном, U_ном — номинальные ток и напря-

жение обмотки;

I_доп — допустимый ток включения вы­ключателя;

I_д — ток пропускания диода;

I_п — ток потерь;

I_Zmax — максимально допустимый ток;

MOV —металлооксидный варистор;

P_п.max — максимально допустимая мощ­ность потерь;

R_p — разрядное сопротивление;

T_зап — время запирания диода;

U_Chom — номинальное напряжение кон­денсатора;

U_{нб б} — наибольшее рабочее напряже­ние варистора (см. рис. 10.5);

U_R — напряжение запирания диода;

U_z — Z-напряжение (см. рис. 10.42, а);

z — число отключений за единицу вре­мени;

а — постоянная варистора.

Далее остановимся на характеристиках некоторых защитных элементов.

Диоды. Самое радикальное подавление перенапряжений при отключении осущест­вляется чисто диодной схемой (см. табл. 10.8, столбец 2). Поскольку скорость включения диода существенно выше, чем у коммутационного устройства, на катушке при отключении не возникает перенапря­жений.

Напряжение запирания диода выбира­ется U_R > 1, 5 U_ном и ток I_F > 1, 5I_ном. Время восстановления запирания t_зап должно быть

меньше 100 не, чтобы вибрационные про­цессы на контактах выключателя не разру­шили диод. При подключении нужно обра­щать внимание на правильную полярность. В приборах с якорем время срабатывания за счет схемы зашиты не изменяется, тогда как время возврата по сравнению с прибо­ром без такой схемы увеличивается в 10— 20 раз. Это свойство может успешно ис­пользоваться, когда, например, нужно пре­кратить перерывы напряжения в течение нескольких миллисекунд. В целом диодные схемы при малых размерах и пренебрежи-мом токе потерь имеют очень хорошее помехозащитное действие. Они использу­ются, когда удлинение времени возврата прибора со схемой зашиты не имеет нега­тивных последствий для функционирова­ния устройства в целом.

Резисторы. Параллельное с индуктив­ной обмоткой включение резистора сопро­тивлением R (см. табл. 10.8, столбец 3) является лишь условно возможной схемой защиты. Для снижения перенапряжения при отключении оно должно быть не слиш­ком большим, с другой стороны, для огра­ничения длительности процесса отключе­ния и сохранения тока потерь /_и = ^_НОМ/Л в приемлемых границах, не слишком малым. Оно выбирается в пределах R = (2+3)R_s и рассчитывается по току потерь. Параллель­ные сопротивления используются в схемах обмоток двигателей. Для схем защиты от помех их нельзя рекомендовать к примене­нию.

Резисторы с диодами. Можно получить улучшенные свойства, если последова­тельно с R_р включить диод (см. табл. 10.8, столбец 4). При включенной катушке в этом случае без учета обратного тока диода, кото­рый пренебрежимо мал, через R_? не проте­кает никакого тока. Следовательно, источ­ник напряжения дополнительно не нагружа­ется, исключается дополнительное выделе­ние тепла и резистор R термически нагружается меньше.

368 Глава 10. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ПОМЕХ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ И ПОДСТАНЦИЯХ

Таблица 10.8. Обзор свойств важнейших схем

10.8. Ограничения коммутационных электромагнитных помех в цепях управления 369

Очень хорошая помехо-зашита, возможен мон­таж непосредственно на катушке возбуждения

Очень хорошая имеясь защита, однако сравни­тельно дорогая, гадится только для малых при­боров

Очень хорошая помехо-зашита, особенно эффективное oграничение dU/dt; НЧ-колеба-ния, вследствие чего в выключающих устрой­ствах возможно повтор­ное срабатывание

Очень хорошая помехо-защита, нет НЧ-колеба-ний, специально для коммутационных уст­ройств. Необходимо время восстановления