Схема коммутации состоит из последовательно включенных диода Дх и замыкающего контакта /Pi, зашунти-рованных замыкающим контактом IP2. Схема управления обеспечивает срабатывание и отпускание реле Pi и Рг в заданной последовательности. Замыкание контакта IPi происходит только при положительной полуволне напряжения сети, т. е. в обесточенном состоянии нагрузки (так как диод Д\ смещен в это время в обратном направлении). С момента перехода напряжения через нуль, когда полярность напряжения сети изменяется, диод Дх смещается в прямом направлении и нагрузка оказывается подключенной к сети. Во время действия отрицательной полуволны производится замыкание контакта 1Р% Тем самым нагрузка окончательно подключается к сети. Отключение нагрузки производится в обратном порядке; в отрицательный полупериод размыкается контакт IP2. При этом питание на нагрузку еще поступает через диод Д\ и контакт 1Р\. После перехода напряжения сети через нуль диод Д\ смещается в обратном направлении, ток через нагрузку прекращается. В это время размыкается контакт 1Р\.

Схема управления может быть реализована в разных вариантах. В качестве примера на рис. 8.7, б приведена схема, выполненная на двухобмоточных реле. Запуск схемы производится нажатием на кнопку Кн\, отключение - нажатием на кнопку Кн2. Питание к описанной схеме управления целесобразно подавать через понижающий трансформатор, что способствует уменьшению амплитуд импульсных помех от коммутации кнопок Кн\ и /С«2. Если нагрузка носит индуктивный характер, то в момент отключения от сети через контакты схемы коммутации еще протекает ток. Это влечет за собой искрообразование на контактах и перенапряжение на нагрузке. Для устранения этого недостатка схема коммутации (рис. 8.7, а) дополнена цепочкой, состоящей из последовательно соединенных размыкающего контакта IP2 и диода Дг, направленного встречно диоду Дь и подключенной параллельно нагрузке, а в схеме управления обеспечивается задержка отпускания реле Рг на время, равное 0,25-0,5 периода переменного напряжения. Процесс включения нагрузки в этом случае не изменяется. При выключении же благодаря задержке отпускания реле Рг последнее отпускается во второй половине отрицательной полуволны, когда полярности напряжения и тока совпадают. Контакт /Рг переключается. Ток нагрузки продолжает протекать по цепи Д1 - /Pi. При появлении положительной полуволны диод Д1 запи-

рается, а индуктивный ток нагрузки переходит на цепь Д2 - IP2 и протекает по ней, пока не затухнет до нуля. Размыкание контакта IPi реле Pi происходит уже в обесточенном состоянии. Применение специального переключения снижает амплитуды импульсных помех, создаваемых ЦТС в сети питания, примерно на порядок. Такого рода переключатель может быть реализован и на бесконтактных переключающих элементах.

Коммутация «за нагрузкой»

В отличие от традиционного расположения ключей К, коммутирующих некоторую нагрузку (рис. 8.8,а,в).

А о-ст-

в сь

с о-

f о-

i\ l\ А

Рис. 8.8. Варианты схем коммутации:

- полное сопротивление нагрузки

при коммутации за нагрузкой ключи (механические или бесконтактные) располагаются так, как показано на рис. 8,8, б, г - е. Такой способ применим для часто коммутируемых индуктивных нагрузок в тех случаях, когда фазные нагрузки одинаковы (например, обмотки трехфазного электродвигателя) или их можно разделить на две одинаковые включенные последовательно части (например,, первичные обмотки силовых трансформаторов). Выполнение второго условия принципиально позволяет коммутировать за нагрузкой трехфазную нагрузку, соединеннук> не только звездой, но и треугольником.

При общепринятом способе коммутации перед нагрузкой (рис. 8.8, а, в) переходный процесс в сети при включении нагрузки аналогичен переходному процессу включения линии с индуктивной нагрузкой или линии, разомкнутой на конце [58]. Амплитуда процесса (в идеальной линии при прямоугольных фронтах волны) здесь может достигнуть значения, равного напряжению сети в момент коммутации. Переходный процесс при выключении нагрузки аналогичен процессу отключения от линии, нагруженной на конце. Амплитуда процессов в этом случае может достигнуть значения /„Zc, где /н - ток нагрузки, Zc - волновое сопротивление линии (в идеальной линии, в предположении oтcyтcfвия дуги на контактах). Это значение в общем случае может оказаться большим, чем при включении.

Процесс при коммутации за нагрузкой аналогичен процессу перехода распространяющихся по линии импульсов с прямоугольными фронтами (образующихся за нагрузкой) через сосредоточенную индуктивность. При этом фронты импульсов сглаживаются, а амплитуда уменьшается в Y раз:

у « LUlZcU

где L - сосредоточенная индуктивность; / - длина линии; V - скорость света.

8.6. Резервирование питания ЦТС

Необходимость в резервировании питания ЦТС возникает, когда существует угроза, что длительные помехи в сети питания могут нарушить работоспособность изделий, входящих в состав систем, управляющих важными технологическими процессами в реальном масштабе времени. В менее ответственных случаях бывает достаточно обеспечить сохранение информации в ОЗУ.

Резервировать можно как первичное, так и вторичное напряжения питания.

Вторичные источники питания с непрерывным регулированием сохраняют на выходе напряжение в допустимых пределах при полном отключении первичного питания длительностью примерно до 10 мс с использованием энергии, накопленной в фильтрах выпрямителей.

Вторичные бестрансформаторные источники питания с импульсным регулированием сохраняют на выходе напряжение в допустимых пределах при отключении первич-