АД67-2-дифавтомат TexEnergo
В статье про устройство УЗО и дифференциального автомата я приводил фотографии внутренней электронной схемы, которая реагирует на дифференциальный ток. В комментариях читатели задали резонный вопрос – а почему нет принципиальной электрической схемы УЗО?
Речь идет про УЗО, входящее в состав диф.автомата TexEnergo АД67-2. Перейдите по ссылке, чтобы понять о чем речь и посмотреть, как он устроен изнутри. Если переходить не хочется – фото АД67-2 приведено слева (можно приблизить).
Я решил изобразить схему в отдельной статье, тут же будет и её описание.
Замечу, что о том, как устроена электрическая схема электронного УЗО, в интернете информации практически нет. Самих схем тоже нет (теперь будет). Вместо этого приводятся функциональные схемы, изображенные на корпусе УЗО, схемы подключения, или картинки, поясняющие принцип работы. Единственная статья, заслуживающая внимания – kipshop.ru/aip/index.php?id=139
Если у кого-то есть внутренние схемы УЗО или Диф.автоматов других производителей, присылайте, буду благодарен за дополнение к статье!
Содержание статьи:
Пояснение по принципу действия АД
Пишу для тех, кто всё-таки не перешёл по ссылке выше. АД состоит из двух частей или половин. Первая (слева) – фактически двухполюсный автоматический выключатель с защитами от сверхтока. Вторая часть (справа) – электронное УЗО, которое не имеет силовых контактов.
При срабатывании УЗО оно ничего не размыкает, а лишь даёт понять левой части, что пора отключать нагрузку. Информация передается из правой части в левую посредством электромагнита с сердечником, который при срабатывании выдвигается, и через рычажок воздействует на спускной механизм автомата.
Для перезапуска этой системы, от человека нужно два действия: включить автомат, и нажать “Возврат” на УЗО.
Подписывайтесь! Там тоже интересно!
Общий вид платы электронного УЗО
Рассмотрим поближе электрическую схему электронного УЗО. Вот вся электроника:
АД-67 Электроника, печатная плата
Я вытащил и разложил все потрошки внутренние элементы УЗО:
Все внутренности электронного УЗО
Вверху справа на фото – электромагнит с сердечником, который является единственным исполнительным механизмом в рассматриваемом устройстве.
Печатная плата УЗО, вид со стороны пайки
Внутренняя электрическая схема электронного УЗО
Полная внутренняя схема электронного УЗО может быть полезна для понимания принципов действия, или если кто-то захочет отремонтировать или собрать такое устройство. Схема содержит:
- маломощный диф.трансформатор,
- тиристор MCR100-8,
- диодный мост,
- варистор на 470 В, включенный параллельно питанию (между фазой и нейтралью) для гашения помех,
- конденсатор 0,22 нФ, диод и резистор в цепи управляющего электрода тиристора,
- резистор 1 кОм, через который подается ток утечки при замыкании кнопки “Тест”.
Схема электронного УЗО на тиристоре изнутри
На схеме синяя толстая линия – нейтральный провод, красная – фазный. “Силовая” цепь, по которой питается электромагнит (ЭМ), выделена толстой линией.
Для открытия тиристора и срабатывания УЗО нужен положительный потенциал на управляющем электроде (G) по отношению к катоду. Для понимания нужно знать классическую схему работы тиристора при переменном токе и с питанием нагрузки через диодный мост.
Кнопка “Тест” “добавляет дифференциальный ток” и имитирует режим, при котором УЗО должно сработать. Резистор дает ток 230 / 1 = 230 мА. Многовато (номинал – 100 мА), зато удачная проверка состоится 100%!
Если есть что сказать или спросить по этой схеме (а может и прислать свою схему) – прошу в комментарии!
Минусы и замечания по схеме
В подобных схемах я видел использование перед тиристором транзисторного каскада. Возможно, в этой схеме он не потребовался ввиду высокой чувствительности тиристора либо особенностей конструкции дифференциального трансформатора.
Не смотря на то, что УЗО (точнее, АД) заявлено типа “АС” (работающее от синусоиды), на самом деле данная схема работает только на одной полуволне. Это видно даже по тому, что входная цепь тиристора шунтирована диодом. Получается, что не смотря на то, что время срабатывания УЗО заявлено 40 мс,
Максимальное время срабатывания УЗО
к нему нужно добавить ещё по крайней мере пол периода (10 мс). Или это уже учтено в табличных данных?
update
С неравнодушными читателями подробно обсудили схему. И выяснили, что электромагнит питается кусками синусоиды по 10 мс. Велкам в комментарии, кому интересно, как работает тиристор в схеме УЗО.
update2
Статья в тему – Отличия электронного и механического УЗО в плане обрыва нуля и фазы на входе и на выходе. Спойлер: Кнопка Тест при обрыве нуля или фазы на входе УЗО любого типа НЕ РАБОТАЕТ.
update3
Коллеги с канала Толстый и тонкий опубликовали видео про внутреннюю схему электронного дифавтомата. Китайцы продвинулись в технологии, и применяют в таких схемах микросхемы.
Всем хорошего дня!
(10 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Ни разу не видел как устроена схема УЗО изнутри. Спасибо автору за труд!
В схеме ошибка, кнопка тест при таком подключении не вызовет разность токов в N и L ( ток утечки). К стати, не мешает их обозначить на схеме буквами, а не только цветом
Пардон, я ошибся, всё правильно в схеме, обратил внимание на точки подключения, но не обратил внимание, что провод от кнопки пропущен через диф-т.р.
Провод от кнопки должен быть подключен к красному проводу выше дифтрансформатора.
Как тогда будет формироваться тестовый ток утечки при нажатии кнопки?
Весь смысл в том, что провод пропущен через диф.трансформатор.
Тестовый ток должен пройти через дифтранс только один раз. Точка подключения к красному проводу должна быть выше элипса изображающего дифтранс.
Если точка подключения будет выше “эллипса” – ток не пройдёт ни разу.
Посмотрите фото – там хорошо видно, как красный проводочек проходит через кольцо и идет на кнопку.
…..Если точка подключения будет выше “эллипса” – ток не пройдёт ни разу. ….
Один раз тестовый ток пройдет по синему проводу. А так же он проходит по красному проводу и в обратном направлению по проводу к кнопке и тем самым компенсирует сам себя. Схема работает и в этом варианте и в случае подключения выше “эллипса” -:) . Удачи!
Ещё не понятно, зачем в схеме диодый мост? Либо я чего то не понимаю, либо разработчик насовал в схему деталей от балды, просто что бы было, это очень странно…
Почему не использовали симистор?
Если хотели учесть то, что симистор открывается для одной полуволны раньше, то получится несимитричная чувствительность для обеих полуволн синуса, тогда почему так не разумно использовали тиристор, раз в таком включении он вообще не реагирует на одну полуволну!
Странная сема, мне не понятно целесообразность применения диодного моста
Пардон, я ошибся, всё правильно в схеме, обратил внимание на точки подключения, но не обратил внимание, что провод от кнопки пропущен через диф-т.р.
Посмотрел даташит на mcr100-8, стало понятно почему выбрали его, а не симистор, допустим bt131-600, ток управляющего электрода необходимый для срабатывания отличается, у тиристора в 11-15 раз меньше, чем у симистора. Напряжение для открывания у них одинаковое. Схема с тиристором чувствительнее по току.
Но остаётся вопрос, зачем в схеме диодный мост, если на работу он ни как не влияет?..
Да, тиристор получается чувствительнее.
По мосту – он работает как ключ, и используется везде, где тиристор работает в цепи переменного тока. Больше не скажу – теорию изучал больше 20лет назад)
Тиристор – постоянка, симистор – переменка. Два тиристора встречно-параллельно – переменка (аналог симистора).
Вот схемы включения в переменке. Симистор на схеме обозначается как два тиристора встречно-параллельно.
BoB4uk, вот именно, что тиристор в схеме УЗО из статьи, работает на одной полуволне.
Тиристор в принципе открывается на одной полуволне, так как он так устроен, и ток через катод и анод у него течёт только при прохождении одной полуволны. (Тиристор используют только при пульсирущем токе, на постоянке он вообще не работает, то есть он только откроется и не закроется, пока не отключить питание)
Вы прикрепили немного другую схему, в ней на управляющий электрод приходит постоянка (пульсирущий постоянный ток) после диодного моста, то есть в вашей схеме тиристор открывается при любой полярности переменного напряжения сети. В схеме УЗО, посмотрите внимательно, на управляющий электрод сигнал приходит переменка с тр-ра!
Дв в придачу в схеме установлен защитный диод, что бы шунтировать ток обратной полярности. В этой схеме тиристор открывается исключительно от одной полуволны.
BoB4uk, Симистор, как оказалось, здесь не применяют из за гораздо меньшей чувствительности, чем у тиристора, к тому же у симистора разная чувствительность для разной полярности управляющего сигнала – такая конструктивная особенность у ВСЕХ симисторов.
Алексей, привет!
Схема с мостом работает очень просто.
Если тиристор, включенный в выход моста (между + и -), откроется, то диодный мост будет закорочен и переменный ток великолепно потечет через диоды моста. Причем потечет как в одну, так и в другую сторону.
Положительная полуволна (если считать вход моста справа, выход слева) потечет через ниж.правый и верх.левый диод на нагрузку.
Отрицательная – через верх.правый и ниж.левый диоды.
Что то Вы не поняли мой вопрос про диодный мост в этой схеме.
Если ТИРИСТОРУ на управляющий электрод приходит только одна полуволна, то ТИРИСТОР будет работать только на одной полуволне, а Вы мне про работу диодного моста пишите.
К слову, даже если не будет диода шунтирующего ток обратной полярности на управляющем электроде ТИРИСТОРА, ничего не изменится, тиристор будет открываться только одной полуволной, пришедшей от тр-ра тока!
Диодный мост в этой схеме не даёт ничего!
Вообще зашёл сюда, хотел написать из чего сделан сердечник диф.тр-ра, это
магнитопровод из нанокристаллического магнитомягкого
сплава 5БДСР (FeNbCuMoCoBSi)
Нанокристаллический магнитомягкий сплав 5БДСР является новым материалом, получаемым скоростной закалкой расплава. Достоинствами магнитопровода, изготовленного из данного материала является высокая индукция при низкой коэрцитивной силе, низкие потери на перемагничивание при высоких частотах, близкая к нулю магнитострикция.
Для изготовления магнитопровода используется сплав типа В.
Сплав типа В имеет округлую петлю гистерезиса, высокую магнитную проницаемость в слабых полях.
Магнитопровод из данного сплава применяется в измерительных трансформаторах тока, дросселях, импульсных и высокочастотных трансформаторов
Да, тиристор так и работает. Диод, видимо, чтобы исключить отрицательную полуволну (может, там насыщение или низкое обратное напряжение по входу, точно не скажу).
Тиристор – лишь управляющий слаботочный элемент, а диодный мост – силовой. Мост позволяет тиристору работать на однополярном напряжении, а электромагниту – на переменном.
По материалу магнитопровода дифференциального трансформатора УЗО – спасибо, интересно. Откуда инфа?
С диодным мостом мне не понятно, зачем его туда впихнули, что он есть, что его нет, схема работать будет одинаково, то есть только на одной полуволне. Вторая полуволна, которая прийдёт с обмотки трансформатора тока, ни как не сможет ОТКРЫТЬ тиристор, следовательно диодный мост в таком включении не делает абсолютно ничего.
На соленоид пойдет постоянное напряжение, а не переменное, как Вы пишите (одна полуволна это и есть постоянный ток, то есть пульсирующий ток одной полярности)
В схеме, которую прислал Вовчик, другое включение, там в цепи тиристора только постоянное напряжение, в том числе и на уравляющем электроде, тиристор в такой схеме открывается при любой полярности питающего переменного тока СЕТИ.
Про сердечник можно почитать, если вбить в поиск “сердечники из аморфных сплавов”, после описания свойств, пишут, что такой сердечник используют для измерительных т-ров, и ещё много где. В УЗО диф. т-р – как раз измерительный, со всеми теми харакиристиками, которые требуются для этой задачи.
На одной полуволне работает управляющий электрод, он включает тиристор.
Дальше не важно, что происходит – тиристор открыт.
Значит, вертикальная диагональ моста (по схеме) шунтирована открытым тиристором. Какие бы полуволны ни приходили на вход тиристора потом, он представляет собой кусок провода, пока не перезагрузить питание.
Мост в таком включении (с шунтированной вертикалью) проводит ток в любом направлении, и ЭМ питается переменным током.
Александр, мне по большому счёту всё равно, что воткнули производители в это устройство, я его не продаю.
Про работу тиристора Вы заблуждаетесь. Конкретно этот тиристор в этом устройстве, выбран только по одной причине – малый ток необходимый для управления, это всё что от него требовалось.
Этот, или другой тип тиристора работает одинаково, при подаче на управляющий электрод импульса с нужной полярностью, тиристор откроется. Что бы он закрылся, нужно что бы ток через него перестал течь. В данной схеме используют диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение сети 230В, на выходе моста получаем постоянное пульсирующее напряжение. Пульсирующее это напряжение от того, что в каждый момент времени (100 раз в секунду)оно изменяет свою амплитуду от нуля, до 310в. В моменты когда напряжение равно нулю, тиристор закрывается.
То есть,что происходит, тиристор открылся когда на управляющем была подходящая полуволна, как только синусоида проходила через ноль, тиристор закрылся(посмотри синусоиду на графике)
Что имеем в итоге:
Тиристор открывается когда на управляющий приходит подходящая полуволна, как только синус прошёл через ноль, тиристор закроется.
Мост в этой схеме ничего не даёт, он получается работает наполовину – только два диода. На соленоид приходит пульсирующее постоянное напряжение, только от одной полуволны, то есть 50Гц(нижняя часть синуса обрезана), а не 100 гц, как после моста(мост выпрямляет обе части синуса, “горбов” получается в два раза больше, чем с одним или двумя диодами ).
Смотрите схему Вовчика и найдите разницу, как включен тиристор
Правильнее будет так:
Тиристор “ждёт” подходящую полуволну, что бы открыться.
А когда он закроется не имеет значения, УЗО уже сработает.
Алексей, у Вовчика 1-я схема – такая же, как у меня в статье.
Тиристор открывается (обсудили, как), после этого диодный мост пропускает свободно обе полуволны, нагрузка питается переменкой.
Даже не ожидал что такая простая схема. Как в дешевой китайской игрушке!!!
Схема вроде простая, но не встречал не разу. Спасибо за труд.
Прислал читатель в Дзене:
СамЭлектрик.ру,
вот вам типовая схема УЗО , как просили в статье, на микросхеме LM1815
https://www.mouser.com/datasheet/2/405/lm1851-441901.pdf
такие выполняются встроенными прямо в розетку, плюс обслуживают вторично ещё 4-5 розеток. Обязательны к установке на кухне, в ванной или в гараже.
По этой ссылке открывается даташит на микросхему
LM1815 – операционный усилитель.
Это только информация на одну из деталей устройства, а где схема УЗО?
Там есть типовая схема, она используется в УЗО.
(но это не точно)))
Да, в конце документа есть типовая схема включения.
LM1851 – оказалось не простой операционный усилитель, в нём встроен триггер.
В этой схеме диодный мост с тиристором оаботает как надо!
LM1851, схема сделана так, что сравнивает напряжение на конденсаторе С1 подключенном к 7 выводу микросхемы с напряжением на входе микросхемы. Напряжение на С1 меньше напряжения питания. Как только на вход поступает сигнал любой полярности с диф.т-ра, схема распознаёт, что на конденсаторе С1 либо больше, либо меньше, чем задано, триггер срабатывает и открывает тиристор. То есть эта схема чувствительна к утечке любой полярности и сработает в среднем в два раза быстрее, чем схема с одним тиристором, как в этой статье, без микросхемы LM1851
Александр, значит не всё обсудили, раз остались трудности понимания работы схемы
По порядку:
На графике изображена синусоида переменного тока, а под ней постоянный пульсирующий ток одного периода.
Ток (переменный) на управляющий электрод тиристора приходит от тр-ра, форма сигнала – синус, тиристор откроется только от одной полуволны, график тока в цепи тиристора, катод-анод, будет такой как на рисунке, то есть пульсирующий постоянный ток одной полуволны.
Раз так, то в цепи диодного моста в любом месте будет протекать такой же пульсирующий ток – один полупериод.
Теперь рассмотрим что на схеме у Вовчика, здесь ток на управляющем электроде имеет такую форму:
Раз так, то ток на входе диодного моста переменный, а ток в цепи тиристора катод-анод пульсирующий как на втором рисунке.
Давайте искать вместе где ошибки в рассуждении.
Алексей, я подзабыл теорию, будем вспоминать)))
1. Получается в “схеме Вовчика” на управление тиристором приходят положительные импульсы длительностью 10 мс, и тиристор открывается каждый полупериод.
2. Не смотря на то, что тиристор пропускает ток только в одном направлении, он каждый полупериод замыкает выход моста, и мост попеременно пропускает то положительную, то отрицательную полуволну.
3. Таким образом, синусоида “сшивается” – положительный полупериод протекает по одной паре диодов и открытому тиристору, отрицательный – по второй паре диодов и открытому тиристору. 10+10 = 20 мс.
4. В схеме УЗО, поскольку тиристор открывается только при положительных полуволнах 10 мс, а при отрицательных – закрыт, на нагрузке будет только одна полуволна 10 мс питающего напряжения.
На каком пункте я споткнулся?
Любопытно, почему-то пропали картинки здесь под комментариями, под другой статьёй картинки есть.
Да, спасибо, что заметил.
Не знаю, надо разобраться…
Глюк какой-то, я точно не удалял.
Всё верно!
На первом пункте не точно! В схеме Вовчика тиристор открывается каждый полупириод,10+10 мс.
А дальше по всем пунктам точно
Добрый день.
Ваша статья, похоже, до сих пор единственная в рунете, где полноценно разобрана работа электронного УЗО. И она помогла нам с другом, когда мы в свою очередь проделали похожую работу с китайским дифавтоматом TOBNS-40. Если интересно, вот результаты наших трудов на ТыТрубе: https://youtu.be/M6jz-q-Il88 . Спасибо ещё раз вам за ваш труд!
Спасибо!
Видео интересное, опубликовал его в статье.
Просьба отремонтировать ссылку на мою статью под описанием видео) Спасибо)