Automatischer Phasenwechsel. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter

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In der Volkswirtschaft werden häufig Geräte verwendet, die über ein Drehstromnetz gespeist werden, was die Einhaltung der Reihenfolge der Phasendrehung erfordert. Dies wird normalerweise durch entsprechendes Schalten von Drähten erreicht, aber bei verschiedenen Reparaturarbeiten, wenn zusätzliche Stromkabel oder temporäre Verteilertafeln verwendet werden, kommt es beim Schalten häufig zu einer Verletzung der Phasenfolge, die zu einem Geräteausfall führen kann.

Das vorgeschlagene Gerät (Abb. 1) gewährleistet die korrekte Reihenfolge der Phasendrehung an der Last bei einer beliebigen Reihenfolge ihres Anschlusses an ein dreiphasiges Netzwerk.

(zum Vergrößern klicken)

So funktioniert ein automatischer Phasenschalter. Die negative Halbwelle der Sinusspannung der Phase A durchläuft die Diode VD1 und erzeugt an ihr einen Spannungsabfall von ca. 0,7 V. Die LED des Optokopplers VU1.1 leuchtet nicht, da an ihr eine Sperrspannung anliegt , der Fototransistor des Optokopplers ist geschlossen. Die positive Halbwelle der Sinusspannung der Phase A durchläuft die LED des Optokopplers VU1.1 und bringt sie zum Leuchten. Der Fototransistor des Optokopplers VU1.1 öffnet und an seinem Emitter (Pin 8) entsteht ein hoher Spannungspegel. Die Impulsbreite am Emitter entspricht praktisch der Halbperiodendauer des Eingangssignals.

Die negative Halbwelle der Phase B (C) durchläuft die Diode VD2. Die LED des Optokopplers VU1.2 leuchtet nicht, daher ist Pin 5 Low. Bei einer positiven Halbwelle fließt Strom durch die LED VU1.2, der Transistor dieses Optokopplers ist geöffnet und an Pin 5 von VU1.2 liegt ein High-Pegel an, der den Takteingängen des Triggers DD2 zugeführt wird. Die Dioden VD1, VD2 werden benötigt, um die hohe Sperrspannung an den LEDs der Optokoppler VU1.1 und VU1.2 zu beseitigen.

Das Ausgangssignal des Optokopplers VU1.1 wird dem Informationseingang des oberen Triggers DD2 und der Integrierkette R7-C1 zugeführt. Taktimpulse versetzen beide Flip-Flops in Zustände, die den Pegeln an ihren Informationseingängen zu diesen Zeitpunkten entsprechen. Änderungen im Zustand von Triggern treten entlang der Flanken von Taktimpulsen auf (Übergänge 0–1). Somit ist am direkten Ausgang (Pin 1) des oberen Triggers DD2 in der Schaltung der Zustand „1“ (hoher Pegel), wenn der Widerstand R3 an Phase B angeschlossen ist, und „0“ (niedriger Pegel), wenn er angeschlossen ist zur Phase C. Phase , an die der Widerstand R1 angeschlossen ist, wird immer als Phase A genommen. Diese Informationen reichen aus, um die Last korrekt an das Netzwerk anzuschließen. Der Startersteuerkreis ist in Abb. 2 dargestellt.

Signale von den direkten und inversen Ausgängen des oberen Triggers werden den Eingängen der Logikelemente DD1.3 und DD1.4 zugeführt (Abb. 1). Die zweiten Eingänge dieser Elemente sind mit dem direkten Ausgang des unteren Triggers DD2 verbunden. Das Logikelement DD1.1 verzögert zusammen mit der Integrationskette R7-C1 das Signal, während das Gerät eingeschaltet ist. Die Elemente DD1.1, DD1.2 bilden zusammen mit dem Kondensator C2 einen Schmitt-Trigger, der Signale mit steilen Flanken erzeugt.

Ein Low-Pegel am Ausgang von DD1.1 erscheint, wenn dessen Eingänge „1“ sind. Dies geschieht, wenn die Spannung am Kondensator C1 die Hälfte der Versorgungsspannung überschreitet. Bei den im Diagramm angegebenen Werten von R7 und C1 erscheint etwa 1 s nach dem Anlegen der Spannung an den Schalter „2“ am Informationseingang D des unteren Triggers DD1. Die Verzögerung ist notwendig, um ein wiederholtes kurzzeitiges Einschalten der Last zu verhindern, beispielsweise bei unzuverlässigen Kontakten oder Funkenbildung, was bei temporären Verbindungen zum Netzwerk häufig vorkommt. Wenn das Netzwerk kurzzeitig getrennt wird, funktioniert der Optokoppler VU1.1 nicht, die Widerstände R5...R7 werden auf „0“ gesetzt und der Kondensator C1 wird über die Widerstände R6, R7 schnell entladen. Dies führt dazu, dass am Informationseingang (Pin 0) des unteren Triggers DD9 eine „2“ erscheint, die an den Triggerausgang (Pin 13) übertragen wird. Dadurch wird an den Ausgängen der Elemente DD1.3 und DD1.4 „1“ gesetzt. Transistoren VT1. VT2 wird geschlossen und beide Rüben – K1 und K2 – werden freigegeben. Daher ist die Last stromlos.

Bei Wiederherstellung der Stromversorgung wiederholt sich die Zeitverzögerung. Die R8-C3-Kette versetzt beide Flip-Flops beim Einschalten in ihren Ausgangszustand. Im Normalbetrieb des Schalters erscheint ein Low-Pegel nur an einem Ausgang der Elemente DD1.3 oder DD1.4. Das gleichzeitige Auftreten eines niedrigen Pegels an ihren Ausgängen ist ausgeschlossen, da Sie werden durch gegenphasige Signale vom oberen Trigger DD2 gesteuert.

Das Gerät ist auf einer doppelseitigen Leiterplatte montiert, deren Zeichnung und Lage der Elemente in Abb. 3 und 4.

Literatur

1. A.Pankratiev. Automatische Phasenumschaltung. - Radio, 2007, Nr. 9, S. 43.

Autoren: V.Kalashnik, N.Cheremisinova, Woronesch

Siehe andere Artikel Abschnitt Uhren, Timer, Relais, Lastschalter.

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