§ 10. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРИБОРАМИ
Пример 47. Дефект в источнике регулируемого напряжения (рис. 54,о) проявляется в том, что при изменении положения движка переменного резистора R1 напряжение на нагрузке — резисторе R2—не изменяется. Подобная схема, дополненная стабилитроном, используется в стабилизаторах напряжения.
В рассматриваемой схеме последовательно нагрузке включен транзистор VT, на базу которого потенциометром R1 подается сигнал. Такие схемы характерны тем, что напряжение между точками 1—2 не зависит от сопротивления нагрузки и определяется напряжением, подаваемым на базу транзистора, т. е. соотношением сопротивлений R1' и R1", а их выходной ток в р раз больше входного.
Рис. 54. Схема источника регулируемого напряжения (а), ее модель (б), подключение вольтметров при поиске дефекта (в) и дефект в схеме (г)
Уточнив принцип действия объекта контроля, перейдем к поиску дефектов, предварительно заменив его моделью, которая представляет собой три последовательно соединенных блока (рис. 54, б): трансформатор Т, выпрямитель V, регулятор А. Наличие напряжения па выходе блока А свидетельствует об исправности предшествующих ему блоков Т и V. Поэтому будем искать дефект в блоке А.
В соответствии с принципом действия объекта контроля при изменении положения движка резистора R1 должно изменяться напряжение между выводами транзистора VT. Для проверки подключим два вольтметра (рис. 54,в): PU1—к точкам 1—2, где будем измерять выходное напряжение регулируемого выпрямителя, и PU2— к точкам 1—3, в которых измерим напряжение эмиттер — база £/эб. Затем, изменяя положение движка резистора R, будем следить за показаниями приборов. Несмотря на то что вольтметр PU2 показывает изменение напряжения, показания вольтметра PU1 остаются неизменными, что позволяет предположить неисправность транзистора VT. Для проверки этого предположения следует выпаять транзистор из схемы и проверить его специальным прибором— измерителем параметров транзисторов или методами, описанными в § 3.
Рис. 55. Схема защиты агрегата ВАКР
Проверка транзистора VT показала его исправность. В чем же причина дефекта? Выполненные действия позволяют сделать вывод о том, что причина дефекта либо находится в самой схеме, либо возникает после включения в нее транзистора.
При проверке первого предположения технологическим переходом «визуальный контроль», обнаружен провод, зажатый шайбой и соединяющийся через нее с корпусом устройства. Обращение к схеме позволит установить, что этот провод соединяет точку 1 с эмиттером транзистора VT, а замыкание его на корпус (рис. 54, г) создает непредусмотренную схемой цепь: точка 1—провод — шайба — корпус — вывод трансформатора, шунтирующую переход коллектор — эмиттер транзистора. Поэтому изменение напряжения на базе транзистора не вызывает изменения выходного напряжения объекта контроля.
Пример 48. Дефект в выпрямительном агрегате ВАКР проявляется в том, что иногда при подаче сетевого напряжения он отключается и на панели управления загорается лампа «Авария».
Имеющейся информации достаточно, чтобы ограничить область поиска дефекта и конкретизировать цель изучения документации на данный агрегат: определить принцип действия его защиты и найти элемент, включающий сигнализацию.
Изучив документацию, можно составить схему защиты агрегата (рис. 55), в которую входят: трансформатор тока нулевой последовательности TA1F, выдающий сигнал при замыкании первичной обмотки трансформатора TV1 со вторичной; трансформаторы тока TA2F—TA4Fy измеряющие ток нагрузки агрегата; трехфазный выпрямитель Vl\ релейный усилитель UF; исполнительное реле /С2; цепь проверки защиты от замыкания на землю с кнопкой контроля S1, ограничивающим резистором R, конденсаторами С15 и С16, зашунтированными встречно- последовательно включенными диодами V98 и V99.
Составив схему и изучив документацию, можно определить элемент, включающий сигнальную лампу Н2. Это контакт К2 :1 реле К2, работой которого управляет релейный усилитель UF, имеющий два входа. На первый вход (выводы 1—2) поступает сигнал от трансформаторов тока, измеряющих ток нагрузки агрегата, а к второму (выводы 3—4) подключена вторичная обмотка трансформатора тока нулевой последовательности TA1F. Таким образом, срабатывание защиты может происходить из-за перегрузки агрегата по току или замыкания первичной обмотки со вторичной.
В связи с тем что агрегат не нагружен, первое предположение несостоятельно.
Продолжим проверку, разорвав связь трансформатора TA1F с релейным усилителем UF, и включим агрегат. При этом реле К2 все равно срабатывает, агрегат отключается. Для дальнейшего поиска дефекта используем технологический переход «введение ошибки». Чтобы агрегат не отключался реле К2, зашунтируем контакт К.2:2 временной перемычкой Е. Отсоединять катушку реле К2 от выхода усилителя нежелательно, так как его выходной транзистор оказывается без нагрузки и может отказать.
Так как защита после включения агрегата срабатывает, проверим наличие переменного напряжения относительно «земли» в цепях управления и защиты, поочередно подключая вольтметр PU к полюсам выходного напряжения и «земле» (поз. / и //). Следует помнить, что сначала надо выбирать предел измерения прибора равным или большим номинального напряжения сети. Если показания прибора позволяют, переходят на меньший предел измерения.
Рис. 56. Схема цепей агрегата ВАКР, связанных с его выходными полюсами
Измерения, выполненные таким образом, показали, что периодическое напряжение относительно «земли» есть на обоих полюсах агрегата. Для определения источника, от которого оно поступает, необходимо, используя документацию, составить схему цепей агрегата, соединенных с его выходными полюсами (рис. 56). Согласно схеме, показанной на рис. 55, напряжение может поступать как от трансформатора TV1, так и от других цепей агрегата. При поиске дефекта следует обращать внимание на все варианты. Первый вариант рассматривать не будем.
Схемы, приведенные на рис. 56, показывают, что входы/и 2 релейного усилителя UF имеют гальванические связи с точками схемы, в которых обнаружено периодическое напряжение относительно «земли». Изучая эту схему, следует обратить внимание на провода 39, 37, 34 и 32, идущие к резисторам дистанционного изменения режима работы агрегата, так как периодическое напряжение может поступать через поврежденную изоляцию этих проводов извне.
Для проверки этого предположения можно измерить напряжение относительно «земли» на проводах 39, 37, 34 и 32 или поступить более рационально: оставив вольтметр PU подключенным к выводу 1 усилителя, переключить выключатели S1 и S2 в положение, при котором их контакты не соединяются с проводами 40, 38, 35 и 33. Эти действия позволяют заключить, что периодическое напряжение поступает к контролируемым «точкам не по проводам 39, 37, 34, 32 и 23.
Рис. 57. Схемы входных цепей релейного усилителя агрегата ВАКР (а) и цепей катушки пускателя (б)
Прежде чем продолжить поиск дефекта, необходимо выработать план действий. В данном случае поиск дефекта можно было выполнить следующим образом: оставив вольтметр PU подключенным к контрольной точке, поочередно отключать все элементы схемы, имеющие с ней связь. Однако такой путь напоминает комбинационный метод поиска дефекта, при котором проверяют все элементы объекта контроля, и вряд ли рационален.
Для использования возможностей, предоставляемых эвристическим методом поиска дефекта, составим схему цепей, связанных с точками, в которых было обнаружено периодическое напряжение (рис. 57, а), и, изучая ее, обратим внимание на контакт пускателя К1М : 2. Возникает вопрос: почему именно на этот контакт? Причина одна и о ней следует помнить в аналогичных случаях. Так как контакты пускателя одновременно коммутируют сетевое напряжение и напряжение цепей управления, необходимо прежде всего проверять его контактную систему.
Осмотрев пускатель К1М, в одной из групп мостиковых контактов мы обнаружили следы нагара и шайбу, замыкавшую между собой цепи 35 и 3 (рис. 57,6), т. е. установили, что после срабатывания контактора К1М фаза L3 подключалась к цепям управления.
Пример 49. Найдя и устранив дефект, поиск которого был рассмотрен в предыдущем примере, после включения агрегата ВАКР обнаружили, что щитовой вольтметр PU, подключенный к выходным точкам 6—7 (см. рис. 56), показывает напряжение 12 В, а амперметр РА — отсутствие тока. При этом изменение положения рукояток регуляторов уставки напряжении не изменяет показаний вольтметра.
Прежде чем приступить к поиску дефекта, напомним, что полупроводниковые преобразователи напряжения и отличие от электромашинных не имеют режима холостого хода и должны быть постоянно нагружены минимальной нагрузкой, составляющей в зависимости от типа преобразователя от 5 до 10 % номинального тока. В ином случае система регулирования агрегата не будет работать. Обеспечив подключение такой нагрузки к точкам 69 и 70 (см. рис. 56) и включив агрегат в сеть, видим, что по-прежнему напряжение £/=12 В, а ток нагрузки, как и напряжение, не регулируется. Уменьшая сопротивление нагрузки и увеличивая тем самым ток, видим, что напряжение на выходе агрегата уменьшается, т. е. регулятор напряжения не выполняет своих функций.
В этом случае также составим схему, обеспечивающую регулирование напряжения (рис. 58), и используем для поиска дефекта технологический переход «промежуточные измерения», проверяя прохождение сигнала от входа регулятора к выходу.
Как видно из рис, 56 и 58, сигнал по напряжению поступает на провода 44 и 43. Поэтому выберем точку первой проверки именно здесь. Подключив контрольный вольтметр PU и измерив напряжение, видим, что оно равно напряжению в точках 69 и 70. Следующими контрольными точками выберем выводы конденсатора СЗ, на которые через делитель, собранный на резисторах R90, R56, R57, поступает напряжение от диодов V23—V26. Вольтметр при подключении к выводам конденсатора СЗ показал отсутствие напряжения. Поэтому проверим элементы, соединяющие точки 43 и 44 с этим конденсатором. Первым среди этих элементов, используя технологический переход «проверка электрических цепей», проверим диоды V23—V26.
Рис 58. Схема регулирования напряжения агрегата ВАКР
Об исправности диодов будем судить по изменению показаний пробника при прямой (поз. I) и обратной (поз. //) полярностях (рис. 59) подключения его щупов к их выводам. Выполненные таким образом проверки при отключенном напряжении питания агрегата ВАКР показали обрыв диода V25. Следует знать, что такой дефект, как правило, появляется из-за перегрузки диода по току или по напряжению.
Заменив неисправный диод, проверим работу агрегата. Так как регулятор по-прежнему не работает, продолжим поиск дефекта, проверив прохождение сигнала по его остальным цепям, используя технологический переход «промежуточные измерения» и тщательно соблюдая правила выбора и подключения приборов, так как несоблюдение их может изменить режим работы элементов схемы и исказить результаты проверки. Первая точка проверки — обкладка конденсатора СЗ, вторая — база транзистора V6, третья — резистор R60. Подключение вольтметра PU к этим точкам было показано на рис. 58, поз. /—III. Измеряя напряжение, одновременно проверим, как оно изменяется в контролируемых точках при изменении положения движка потенциометра R76. Выполненные проверки показали исправность цепей регулятора вплоть до выходных цепей транзистора V6. Далее проверим транзистор V23. Проанализировав схему, показанную на рис. 58, определим, что для контроля работы транзистора наиболее целесообразно подключить вольтметр PU к обкладкам конденсатора СН (поз. IV). Выполнив проверку при таком подключении вольтметра, видим, что изменение положения движки потенциометра R76 не изменяет его показаний, хотя и напряжение на базе транзистора V23 изменяется. Выпаяв и проверив транзистор V23, выяснили, что он неисправен. Проверка агрегата ВАКР после монтажа исправного транзистора показывает, что дефект устранен.
Рис. 59. Схема проверки диодов
