Правила чтения схем электрических цепей с элементами электроники
Производственный электротравматизм на различных установках, самые небезопасные работы и рабочие места
12/09/2022
Требования, предъявляемые к электрическим принципиальным и монтажным схемам станков и установок
30/09/2022В современных схемах управления и автоматизации широко внедряются электронные приборы и устройства. Это обстоятельство несколько усложняет чтение таких схем, поскольку требует знания особенностей их построения и некоторых особенностей при их чтении. Для того чтобы прочитать схему, имеющую электронные приборы, необходимо иметь определенные знания в области элементарной теории электронных цепей.
В первую очередь надо ясно представить себе механизм прохождения электрических зарядов через различные элементы цепей, применяемых в электронике приборов. Необходимо хорошо понимать назначение и принцип действия управляющих элементов в них. Таким образом, чтение схем электроники значительно труднее чтения электрических схем.
В схемах с элементами электроники всегда имеется несколько отдельных цепей. Каждая из них рассчитана на определенное напряжение, которое создается или отдельными источниками электроэнергии, или для всех цепей используют общий источник через соответствующий делитель напряжения. В другом случае напряжение для каждой из цепей получают присоединением их к делителю напряжения, т. е. к последовательно включенным в цепь источника резисторам различного номинала.
Так как питание основных цепей в электронных устройствах принято однопроводное, то на многих схемах не изображают обратный провод. Вместо него вводят условные обозначения присоединения конца цепи к корпусу аппарата. Корпуса электронных аппаратов обычно заземляют, присоединение к корпусу обозначают на схемах как заземление.
Здесь ограничимся разбором лишь принципиальных схем некоторых несложных электронных устройств. Подобные схемы могут встретиться электромонтажникам, электромонтерам и электрослесарям при обслуживании различных промышленных установок.
Схемы, содержащие электронные устройства, включают в себя нескольких цепей, что значительно усложняет чтение этих схем. Чтобы прочесть схему какого-либо сложного электронного аппарата, нужно уметь разбить ее на части (выпрямительную, усилительную низкой и высокой частоты, фильтры и др.), а это требует высокой квалификации. Чтобы хорошо разбираться в сложных схемах, следует освоить чтение схем отдельных элементов, входящих в состав сложной схемы. Поэтому сначала рассмотрим простейшие схемы.
Так, на рис. 1 показана схема двухполупериодного выпрямителя, в котором в качестве вентилей используют два диода VD1 и VD2. Первичная обмотка силового трансформатора Т имеет три вывода, что позволяет использовать трансформатор для трех значений первичного однофазного напряжения: 220, 127 и 110 В.
Трансформатор имеет две вторичные обмотки: силовую I (число витков этой обмотки подбирают в зависимости от необходимого значения выпрямленного напряжения) и обмотку II для питания цепи сигнальной лампы. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения в схему включен П-образный сглаживающий фильтр, состоящий из конденсаторов C1, С2 и дросселя LR.
На рис. 2 показана трехфазная мостовая выпрямительная схема с использованием полупроводниковых вентилей. Схема состоит из шести полупроводниковых диодов, образующих две группы (VD1, VD2, VD3 и VD4, VD5, VD6). К каждой фазе подключаются по два диода, причем противоположными концами. Вследствие этого при прохождении тока через один диод фазы другой оказывается запертым.
Как следует из схемы, диоды каждой группы включены параллельно и, как известно из теории, ток проходит через тот диод, который будет иметь в данный момент наибольший положительный потенциал. Таким образом, одна из групп (диоды VD4, VD2 и VD3) является плюсом выпрямителя, а другая (диоды VD4, VD5 и VD6) — его минусом.
На выходе выпрямителя имеется индуктивный сглаживающий фильтр — LR, включенный в рассечку выходного провода. Назначение фильтра — создать индуктивное сопротивление для переменной составляющей выпрямленного тока и тем снизить ее значение.
На рис. 3 показана принципиальная схема двух каскадного усилителя на транзисторах с трансформаторной связью. Из схемы следует, что усилитель питается от однофазной сети переменного тока через трансформатор Т1 и двухтактный выпрямитель VD. Положительный полюс выходного напряжения подают на корпус, а отрицательный подводят к делителям напряжения R1 — R2 и R4 — R5. Каждый из этих делителей подключен к корпусу (т. е. к положительному полюсу источника питания).
Усиление производят посредством двух транзисторов VT1 и VT2 включенных по схеме с общим эмиттером. Связь между каскадами осуществлена при помощи между каскадного трансформатора Т3, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь триода VT1, а вторичная — между базой и эмиттером триода VT2 (через конденсатор С4).
Сигнал подается между базой и эмиттером транзистора VT1 через конденсаторы С2 и СЗ. Для отделения постоянных составляющих сигнала на входе установлен разделительный конденсатор C1. Под воздействием сигнала в коллекторном токе триода VT1 появляется переменная составляющая, которая индуцирует во вторичной обмотке трансформатора Т2 ЭДС, являющуюся выходным напряжением первого каскада и входным напряжением второго каскада (напряжение между базой и эмиттером транзистора VТ2).
На выходе усилителя установлен трансформатор Т3, первичная обмотка которого включена в цепь коллектора транзистора VТ2.
Порядок чтения схем цепей с элементами электроники
Приступая к чтению схем какого-либо электронного устройства, необходимо прежде всего узнать из углового штампа или главной надписи, какое устройство изображено на схеме. Если устройство сложное, изучение схемы рекомендуется начать с ее разбивки на ряд элементарных схем.
После этого необходимо определить источники сетевого питания и связанные с ними выпрямительные устройства.
Затем следует из обозначенных на схеме конденсаторов, индуктивностей и резисторов выделить те. которые относятся, например, к сглаживающим фильтрам и определить типы фильтров.
После этого надо разобраться во всех приведенных на схеме полупроводниковых приборах и установить их тип и схему использования. Далее следует установить все цепи анодного тока и все цепи смешанные, а также все элементы связи между отдельными частями (каскадами) схемы.
Приведенный порядок (алгоритм) чтения является ориентировочным, поскольку схемы, содержащие электронные устройства, настолько разнообразны, что дать исчерпывающую методику их чтения просто невозможно.
