Dispositivo de sinalização de desequilíbrio de fase. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O “desalinhamento” de fase, ou seja, desigualdade de tensões de fase ou desvio do deslocamento de fase entre elas dos 120° nominais, é um mau funcionamento de uma rede elétrica trifásica que pode levar não apenas a uma diminuição na potência do motor elétrico ligado a ele, mas também ao seu perigoso superaquecimento. O dispositivo descrito no artigo ajudará a detectar tal mau funcionamento em tempo hábil.

A maioria dos dispositivos de proteção de carga descritos na literatura contra desequilíbrio de fases contém três (de acordo com o número de fases) canais de monitoramento de tensão bastante complexos e uma unidade lógica que gera um sinal de alarme. Entretanto, existe uma forma muito simples não só de detectar a “inclinação”, mas também de medir a sua magnitude. Basta, conforme o circuito mostrado na Fig. 1, conectar três resistores e um voltímetro CA.

Se as resistências dos resistores R1-R3 forem iguais, o voltímetro PV1, conectado entre seu ponto de conexão D e o neutro da rede trifásica, mostrará a tensão UD = mUph/3, onde Uph é a tensão nominal da fase; t é o desvio relativo da tensão de uma das fases em relação ao valor nominal (presume-se que as outras duas sejam exatamente iguais ao valor nominal). A validade da fórmula também permanecerá verdadeira se m for o desvio da diferença de fase de 120°, expresso em radianos, porém, somente se seu valor não ultrapassar 20...30° em valor absoluto.

Ao substituir o voltímetro PV1 (por um miliamperímetro CA, as leituras deste último serão iguais a

ID = mUf/R,

onde R=R1=R2=R3.

Curiosamente, ambas as fórmulas permanecem corretas se os resistores forem substituídos por capacitores de mesma capacidade ou bobinas de mesma indutância. No cálculo da corrente basta substituir a resistência ativa R pela capacitiva reativa Xc = 1 /2πfС ou indutiva XL = 2πfL, onde f é a frequência da corrente alternada.

O diagrama de um alarme de desequilíbrio de fase, construído de acordo com o princípio descrito, é mostrado na Fig. 2.

Aqui, cada um daqueles mostrados na Fig. 1 são compostos por dois: principal (R1-R3) e adicional (R4-R6). Para o correto funcionamento é necessário cumprir a igualdade R1+R4=R2+R5=R3+R6, portanto os resistores (especialmente R1-R3) devem estar com um desvio de resistência mínimo (não mais que ±1%) permitido do nominal valor ou selecionado com tal precisão. Os contatos dos botões SB1-SB3 são conectados em paralelo com resistores adicionais. Pressionar qualquer um deles simula uma “inclinação” de fase de m = R4/(R1+R4), m = R5/(R2+R5) ou m = R6/(R3+R6). Isto é usado para verificar a capacidade de manutenção do dispositivo ou para definir seu limite de resposta usando o resistor de ajuste R7.

O retificador VD1VD2C2 converte a tensão alternada do “inclinação” em tensão contínua. O diodo Zener VD1 limita a tensão retificada quando há uma grande “inclinação”. A tensão da saída do retificador é fornecida ao próprio dispositivo de sinalização - dois multivibradores nos elementos do microcircuito DD1.Se ultrapassar um determinado mínimo, o primeiro multivibrador (DD1.1, DD1.2) começa a gerar pulsos com repetição frequência de aproximadamente 1 Hz, controlando o funcionamento do segundo (DD1.3, DD1.4), gerando rajadas de pulsos com frequência de repetição de 2...3 kHz. Um sinal intermitente soa do emissor piezoelétrico HA1. A frequência deste último depende dos valores dos elementos C3, R9, e da frequência de repetição dos bursts - em C1 e R8.

Matriz de LED HG1 - indicador da presença de tensão na rede. O fato é que se estiver totalmente ausente, o aparelho não emite nenhum sinal sonoro, e esta situação só pode ser avaliada pelos LEDs apagados. Eles também permitem encontrar rapidamente a fase defeituosa, por exemplo, no caso de um fio de fase quebrado. Na Fig. A Figura 3 mostra quais LEDs da matriz (conectados de acordo com a Fig. 2) correspondem às fases A, B e C. A matriz é mostrada do lado do LED (seus pinos 1 a 12 estão no verso).

O dispositivo de sinalização é montado em uma placa de circuito impresso (Fig. 4). Botões de pressão SB1-SB3 - P2K sem travamento na posição pressionada, resistores - MLT, capacitores - K10-17-16 (C1, C3) e K50-35 (C2). Emissor de som HA1 - qualquer piezoelétrico, por exemplo, ZP-5. Como a frequência de ressonância de tais emissores pode ser diferente, recomenda-se alterar a capacitância do capacitor C3 para selecionar a frequência do sinal gerado de acordo com o volume máximo.

Os resistores R1-R3 são instalados em tiras de montagem nas imediações do aparelho elétrico controlado e conectados à placa de alarme com um cabo de quatro fios.

Em vez de K561LA7, você pode usar o microcircuito K561LE5. A matriz de LED DLC/6SGD é substituível pela modificação DLA/6SGD e matrizes da mesma série com uma cor de brilho diferente. KIPM20G-6L-12-1 doméstico ou KIPM20E-6K1-12 (cores brilhantes verde e vermelho, respectivamente) também são adequados. Como último recurso, você pode usar três pares de LEDs únicos consecutivos.

Autor: A.Sergeev, Moscou

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