Электродвигатели серии ДРК
Электродвигатели типа ДРК-27/19,6 предназначены для электропривода механизмов подачи очистных комбайнов типа КШЭ.
Электродвигатель изготовлен во взрывонепроницаемом корпусе, который выдерживает давление, создаваемое при взрыве внутри оболочки, и исключает передачу взрыва в окружающую среду. Исполнение двигателей горизонтальное, закрытое с естественным охлаждением, рудничное, взрывобезопасное с одним выступающим коническим концом вала. Магнитная система состоит из стального остова в виде стакана, к которому с помощью шпилек и болтов крепятся главные и добавочные полюсы с катушками. Остов со стороны коллектора имеет окно для доступа к щеткодержателям, щеткам и коллектору. Сердечники главных полюсов собраны из листов электротехнической стали , а сердечники добавочных полюсов выполнены из стальной поковки. Катушки полюсов выполнены из изолированного медного провода.
Якорь состоит разборного коллектора, пакета пластин из электротехнической стали , в пазы пакета уложены катушки якоря.
К остову привариваются два кронштейна (щеточные пальцы), к которым крепятся щеткодержатели. Двигатель имеет один подшипниковый щит, устанавливаемый со стороны свободного конца вала. Со стороны коллектора на валу устанавливается шарикоподшипник, а со стороны свободного конца вала – роликоподшипник. Двигатель имеет внутри радиаторы для водяного охлаждения.
Расшифровка условного обозначения двигателей типа ДРК:
Д- двигатель;
Р- рудничный;
К- комбайновый
27/19,6- величина мощности двигателя в киловаттах соответственно в часовом и повторно-кратковременном режимах;
У, Т- климатическое исполнение;
5- категория размещения.
Пример записи обозначения двигателя типа ДРК:
“Электродвигатель ДРК-27/19,6У5”
Габаритные установочные и присоединительные размеры электродвигателей ДРК-27/19,6.
Основные технические характеристики электродвигателей ДРК-27/19,6.
| Наименование параметров | Норма | |
| Режим работы | ||
| S3-60% (повторно-кратко-временный, цикл20 мин.) | S2-60 мин (часовой) | |
| Номинальная мощность, кВт | 19,6 | 27 |
| Номинальное напряжение, В | 275 | 275 |
| Номинальный ток, А | 87 | 120 |
| Коэффициент полезного действия, % | 82 | 82 |
| Номинальная частота вращения, об/мин | 1320 | 1150 |
| Максимальная частота вращения, об/мин | 3000 | 3000 |
| По уровню взрывобезопасности | Взрывобезопасный | |
| Вид взрывобезопасности | взрывонепроницаемая оболочка | |
| Маркировка взрывобезопасности по ГОСТу Р 51330. 0-99 | РВ ExdI | |
| Степень защиты по ГОСТу 14254-96 | IР 54 | |
| Способ охлаждения по ГОСТу 20459-87 при этом расход воды, м3/ч, не менее | I СW 37А40 1,5 | |
| Возбуждение | Последовательное | |
| Масса, кг | 725±40 | |
| Отношение максимальной частоты вращения к номинальной | 2,27 | 2,6 |
Датчики переменного и постоянного тока
Такие приборы универсальные и востребованы. Их конструкция включает в себя магнитопровод, имеющий зазор и компенсационную обмотку, электронную плату обработки сигналов и датчик Холла. Когда ток протекает по шине, соединённой с первым элементом, то возникает магнитная индукция. Выходной сигнал усиливается, а потом передаётся в компенсационную обмотку. Благодаря нивелированию магнитных полей датчик тока Холла работает как нуль-устройство. При этом полоса частот, что проходит через него, варьируется от 0 герц до 200 кГц. Существуют и приборы, которые по отдельности пропускают один из видов – это датчик постоянного тока и переменного. Чтобы вы имели представление об особенностях их работы, предлагаем рассмотреть функционирование второго из них.
2Подключение датчика тока ACS712 к Arduino
Как мы помним из курса школьной физики, для измерения тока необходимо пропустить ток через измерительный прибор, помещённый в разрыв между источником питания и нагрузкой. Соответственно, схема подключения датчика проста:
| Вывод датчика ACS712 | Назначение |
|---|---|
| VCC | Питание, 5 В |
| GND | Земля |
| OUT | Аналоговый выход датчика, напряжение на котором линейно зависит от протекающего через датчик тока |
| IP+ | Вывод 1 для подачи измеряемого тока |
| IP- | Вывод 2 для подачи измеряемого тока |
Выводы IP+ и IP- как раз и есть тот разрыв цепи, через который нужно пропустить интересующий ток. Если перепутать полярность, то измерения будут с обратным знаком.
Кстати, эта особенность – измерять ток как с положительным, так и отрицательным знаком, позволяет использовать датчик ACS712 для измерений переменного тока.
Таким образом, для подключения датчика ACS712 к плате Arduino используются 3 провода:
Схема подключения датчика тока ACS712 к Arduino
Выход сенсора VOUT подключим к любому аналоговому выводу Arduino, например, A0. В качестве нагрузки будем использовать двигатель постоянного тока.
Модуль с датчиком тока ACS712 подключён Arduino, нагрузка – двигатель постоянного тока
Либо вместо нагрузки можно использовать мощную лампу накаливания. Либо любую другую нагрузку.
Модуль с датчиком тока ACS712 подключён Arduino, нагрузка – 10 Вт лампа накаливания
Питать нагрузку будем от лабораторного источника тока, на котором можно менять напряжение и ток.
Классификация датчиков
По своей сути каждый датчик является составной частью регулирующих, сигнальных, измерительных и управляющих приборов. С его помощью преобразуется та или иная контролируемая величина в определенный тип сигнала, позволяющий измерять, обрабатывать, регистрировать, передавать и хранить полученную информацию. В некоторых случаях датчик может оказывать воздействие на подконтрольные процессы. Всеми этими качествами в полной мере обладает датчик тока, используемый во многих устройства и микросхемах. Он преобразует воздействие электрического тока в сигналы, удобные для дальнейшего использования.
Датчики, применяемые в различных устройствах, классифицируются в соответствии с определенными признаками. По возможности измерений входных величин, они могут быть: электрическими, пневматическими, датчиками скорости, механических перемещений, давления, ускорения, усилия, температур и других параметров. Среди них измерение электрических и магнитных величин занимает примерно 4%.
Каждый датчик преобразует входную величину в какой-либо выходной параметр. В зависимости от этого, контрольные устройства могут быть неэлектрическими и электрическими.
Среди последних чаще всего встречаются:
- Датчики постоянного тока
- Датчики амплитуды переменного тока
- Датчики сопротивления и другие аналогичные приборы.
Основным достоинством электрических датчиков является возможность передачи информации на определенные расстояния с высокой скоростью. Применение цифрового кода обеспечивает высокую точность, быстродействие и повышенную чувствительность измерительных приборов.
5Подключение датчика тока и напряжения INA219 к Arduino
Для начала пойдём простым путём: скачаем готовую библиотеку, загрузим в Arduino и посмотрим на результат. Существует несколько библиотек для работы с нашим датчиком. Предлагаю воспользоваться вот этой популярной библиотекой для INA219 от Adafruit. Скачаем её, установим стандартным образом и загрузим в Arduino скетч из примеров getcurrent.
Если скетч не компилируется, а в сообщениях об ошибках присутствуют какие-то недостающие компоненты (например, Adafruit_I2CDevice.h или Adafruit_BusIO_Register.h, то необходимо доустановить их. Проще всего это сделать так. Для этого способа требуется подключение к интернету на компьютере, где запущена среда разработки. Открыть в среде Arduino IDE менеджер библиотек: в меню Tools Manage Libraries…. Откроется окно Library Manager. В поле поиска следует ввести adafruit busio. Когда библиотека будет обнаружена и покажется в списке, нажать кнопку Install.
Установка недостающих библиотек через менеджер библиотек Arduino IDE
Подключим модуль GY-219 к Arduino по следующей схеме. SDA и SCL датчика можно подключить как к аналоговым входам A4 и A5 Arduino, так и к специально выделенным портам SDA и SCL (если они есть на вашей плате).
Схема подключения датчика INA219 к Arduino
В качестве нагрузки может быть любой источник, например, электромотор, лампа или просто мощный резистор. У меня это 5 соединённых параллельно 5-ваттных 16-омных резисторов. В качестве источника питания также может выступать любой из имеющихся у вас источников. Я буду использовать лабораторный источник питания.
Датчик INA219 подключён к Arduino
В результате выполнения скетча получится следующий вывод:
Результат работы скетча “GetCurrent” для датчика тока INA219
Отлично! Всё работает! Как говорится, бери – и пользуйся.
Данная библиотека позволяет также проводить калибровку датчика INA219 при необходимости. Подробности – в описании библиотеки и в самих исходниках (в файле Adafruit_INA219.cpp библиотеки даётся большое число пояснений).
Разъемные датчики тока — актуальный сегмент на рынке датчиков
Бесконтактные датчики измерения тока и напряжения на основе преобразователей Холла становятся все более востребованными в разных отраслях промышленности. Это обусловлено, с одной стороны, высокими характеристиками самих датчиков, а с другой — широкой областью их применения.
Вот только краткое перечисление возможных областей применения датчиков тока и напряжения:
- городской электрический транспорт, включающий вагонные преобразователи; тяговые подстанции;
- частотные преобразователи и приводы различного применения;
- системы контроля сварочного оборудования, источников бесперебойного питания;
- системы автоматики и телемеханики энергосистем;
- выпрямители для электрохимических процессов;
- системы мониторинга токовых цепей и пр.
Интерес к этим датчикам подтверждает и большое количество публикаций, посвященных как зарубежным , так и отечественным приборам для измерения тока с гальванической развязкой.
Настоящая статья посвящена новым приборам для измерения тока, которые должны пополнить серию датчиков тока и датчиков напряжения, выпускаемых отделением датчиков компании «НИИЭМ», производство которой расположено в г. Истра Московской области. Ранее в работе достаточно подробно были представлены номенклатура и параметры этих датчиков. Потребителям, которым нужны более детальные характеристики бесконтактных датчиков тока, напряжения и датчиков мощности, можно рекомендовать сайт www.niiem46.ru, на котором представлены габаритные размеры и характеристики приборов, выложена техническая документация, свидетельства об утверждении типа средств измерений и указана стоимость датчиков.
Желание оптимизировать и снизить цены на эти приборы привело к тому, что в дополнение к серии универсальных датчиков ДТХ, которые измеряют постоянный, переменный и импульсный ток, появился ряд дешевых датчиков серии ДТТ, предназначенных только для измерения переменного тока. Датчики этого семейства позволяют контролировать ток от единиц до 3000 А, обеспечивая удобный для последующей обработки выходной сигнал 4–20 или 0–20 мА. Есть возможность монтажа этих датчиков на DIN-рейку. Спрос со стороны разработчиков стимулировал развитие еще одного сегмента в серии датчиков — разъемных датчиков тока, описанию которых и посвящена эта статья.
Первичные и вторичные установки
Современные реле постоянного тока на 24 Вольта делятся на вторичные и первичные. Принцип работы каждой схемы с первичным электромагнитным устройством, который основан на его интеграции в привод тумблера без подключения через трансформатор. Большей частью применяется в электрических цепях до 1 кВт энергии.
Работа схемы цепи с использованием вторичного реле постоянного тока на 24 вольта подразумевает подключение через трансформатор, монтируемый на питающий провод или шину. Трансформатор способствует преобразованию электричества в меньшую сторону до уровня электричества, подходящего для конкретной схемы работы реле тока на 24 вольт. Поскольку напряжение, протекающее по проводникам, обратно пропорционально объему энергии, поступающей к переключателю, может применяться агрегат с малым диапазоном нагрузки. Агрегат с допустимым объемом максимальной мощности, равным 5 А, может быть использован в схеме для контроля объема энергии до 100 А при помощи трансформатора с кратностью 100/5.
Вторичные образцы разделяются на несколько видов. Это индукционные электромагнитные, дифференциальные и агрегаты на интегральных платах. Такие разновидности изделий на 220 вольт применяются практически повсюду.
Отслеживание местоположения с помощью эффекта Холла
Тот же принцип можно использовать для обнаружения наличия, отсутствия или расстояния до магнитного поля. Фактически напряжение Холла, возникающее в результате движения магнита поверх датчиков, может быть обнаружено, усилено и обработано. Это дает возможность использовать эффект Холла для определения положения или даже ориентации объектов относительно датчика.
В простом приложении это может быть реализовано относительно грубо, например, отслеживание, когда ноутбук открыт или закрыт. Или он может быть более сложным, когда он используется для обнаружения линейного движения или поворота, такого как изменение положения движущегося объекта (рисунок ниже). В этом отношении использование эффекта Холла для определения положения намного более универсально, чем его использование в качестве датчика тока.
Пример использования
Датчик тока подключается к нагрузке в разрыв цепи через колодки под винт. Для работы с датчиком мы можно использовать библиотеку TroykaCurrent, которая переводит значения аналогового выхода датчика в миллиамперы. В листинге 1 представлен скетч для измерения постоянного тока. Листинг 1
// пин подключения контакта OUT #define PIN_OUT A0 // подключение библиотеки #include // создание объекта ACS712 dataI(PIN_OUT); void setup() { // запуск последовательного порта Serial.begin(9600); } void loop() { // вывод показаний в последовательный порт Serial.print(«i = «); Serial.print(dataI.readCurrentDC()); Serial.println(» A»); delay(1000); } Загружаем скетч на плату Arduino, подключаем нагрузку к источнику питания 12В и смотрим значение тока при подключении хоппера выдачи монет (рис. 4) и двигателя для вендингового аппарата (рис. 6).
Разъемные датчики тока
Когда проверяется работоспособность действующего электрооборудования, при осуществлении ремонтных работ на предприятиях, имеющих непрерывные циклы работы, а также в целом ряде подобных случаев необходимы приборы, которые можно установить, не производя разрыв токовых цепей. Специально для этих целей и был разработан данный вид датчика, который собирается и устанавливается на токовой шине. Его важным преимуществом является возможность соблюдения всех требований без влияния на производственный процесс. А благодаря особенностям монтажа он получил название «Разъемный датчик тока». Ведь он не устанавливается где-то на линии, а вставляется в обычную розетку. Поэтому им может пользоваться даже человек, у которого отсутствуют специальные навыки. С этой точки зрения датчик тока является очень полезным.
Разъемные датчики для измерения малых токов
Внешний вид разъемных датчиков, получивших обозначение ДТР-01, представлен на рис. 1, а их основные технические характеристики приведены в таблице. Конструкция датчика представляет собой разъемный корпус, состоящий из двух частей — основания и кожуха. В нижней части кожуха выполнен сквозной паз, который при сборке корпуса превращается в сквозное отверстие для размещения в нем проводника с током. Внутри самого корпуса размещается замкнутый магнитопровод (концентратор магнитного поля), выполненный из двух П-образных элементов. Один из них расположен в основании, другой — в кожухе. В кожухе также расположен чувствительный элемент, регистрирующий магнитное поле токового проводника, и печатная плата электрического устройства. В основании кожуха имеются соответствующие отверстия для стягивания болтами двух частей корпуса.
Характеристика | ДТР-01 | ДТР-03 | ДТР-02 | ДТХ-Ж | ДБТ |
Диапазон измеряемого тока | 0–5, 10, 20, 50 0–100, 150, 200, 300 | 0–500 0–750 0–1000 | 0–300 0–500 0–1000 0–1500 | 0–1000 0–1500 0–3000 | 0–5000 0–10 000 0–20 000 0–25 000 |
Допустимая перегрузка по току, раз | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
Диапазон рабочих температур, оС | –20… +80 | –20… +80 | 0… +70 | –20… +70 | –50… +60 |
Основная приведенная погрешность, не более, % | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 0,4 |
Нелинейность выходной характеристики, не более, % | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 0,1 |
Выходной сигнал при номинальном измеряемом токе, мА | 4/20 | 4/20 | 4/20 | 200* 300 1000 | 5 |
Коэффициент передачи | 1:4000 | 1:5000 | 1:5000 | 1:5000 1:3000 | 1:4000 |
Полоса пропускания, Гц | 50 | 65 | 50 | 0–50 000 | – |
Источник питания, В | 8–30 | 10–30 | 8–36 | ±(18–24) ±(24–36) | |
Диаметр отверстия под токовую шину, мм | Прямоугольное отверстие 19×19 | 50 | Прямоугольное отверстие 10×82 | Прямоугольное отверстие | |
Габаритные размеры, мм | 85×55×35 | 65×109×143,5 | 116×102×44 | 194×118×82 | |
Масса, г | 130 | 500 | 450 | 700 900 |
Примечание. * По требованию заказчика возможно изготовление датчиков со стандартным токовым выходом 4–20 мА или TRUE-RMS.
Рис. 1. Внешний вид разъемных датчиков ДТР-01
Разъемный датчик монтируется непосредственно на проводнике. Протекающий по проводнику переменный ток формирует в магнитопроводе магнитный поток, который наводит в катушках индуктивности (чувствительном элементе) ЭДС, пропорциональную значению протекающего тока.
При протекании по проводнику постоянного тока чувствительными элементами прибора являются два датчика Холла, расположенные в зазорах между двумя частями магнитопровода. Катушки индуктивности в этом случае по своей функции являются компенсационными. Магнитный поток, создаваемый катушками, компенсирует магнитный поток от тока, протекающего в проводнике. Питание датчика и снятие выходного сигнала, пропорционального измеряемому току, осуществляется с помощью разъема на лицевой панели корпуса. Питание датчика 10–30 В осуществляется по токовой петле 4–20 мА с гальванической изоляцией входной шины от цепей питания выхода.
Подготовка прибора к работе
Эксплуатационные ограничения
Напряжение источника питания преобразователя выбирается исходя из условия:
С учетом падения напряжения на линии связи и надения напряжения на входном сопротивлении измерительного входа напряжение на датчике при токе 4 мА не должно превышать 36В, при токе 20 мА – быть не менее 12В.
Порядок установки
Подключение преобразователя к объекту измерений производится путем пропускания провода с измеряемым током через отверстие преобразователя. В случае необходимости датчик может быть закреплен на любой непроводящей поверхности с использованием технологических отверстий для крепления винтами М3 из немагнитного материала (латунь, бронза и т.п.), предусмотренных конструкцией корпуса преобразователя.
* При подключении преобразователя к линии длиной более 50 м в условиях сильных помех предпочтительно использовать витую пару в экране любого типа.
* На проводящей поверхности – крепление в соответствии с приведенным рисунком
* Допустима эксплуатация преобразователя без использования дополнительного крепления. В этом случае положение преобразователя может быть зафиксированно непосредственно на проводе с измеряемым током любым способом, но без применения проводящих материалов.
* Допустимо делать несколько витков проводом с измеряемым током через отверстие преобразователя. При этом в соответствующее число раз уменьшается верхняя граница диапазона измеряемых токов. Например, использование преобразователя с диапазоном 20А и четырьмя витками дает диапазон 5А.
* Запрещается располагать другие проводники с током, величина которого сравнима с номинальным током преобразователя, на расстоянии ближе 5 см от преобразователя.
Подготовка к работе
- Внимательно изучить настоящее руководство по эксплуатации.
- Объект измерения, при подключении к нему преобразователя, необходимо обесточить.
- Во избежание выхода преобразователя из строя из-за возможных неконтролируемых переходных процессов в длинных соединительных линиях все коммутации в цепи питания преобразователя необходимо проводить при отсутствии напряжения питания и закороченных со стороны источника питания концах витой пары цепи питания.
- Проверить соответствие полярности подключения питания с маркировкой на корпусе преобразователя. При неправильной полярности преобразователь не работает, но не выходит из строя.
Возможно, вам также будет интересно
Введение В качестве примеров успешного применения акселерометров можно привести следующие устройства: автомобильные сигнализации; игровые манипуляторы и пульты управления; нейромышечные стимуляторы; системы защиты жестких дисков при падении; системы уменьшения вибраций стиральных машин; системы управления летательными аппаратами. Теоретически, зная ускорение тела в каждый момент времени, можно рассчитать траекторию его движения. Но в реальной ситуации дело обстоит несколько
Все статьи цикла: Часть 1. Синтез оптимальных (по Чебышеву) КИХ-фильтров программными средствами MATLAB Часть 2. Синтез оптимальных цифровых БИХ-фильтров программными средствами MATLAB Часть 3. Описание структур КИХ- и БИХ-фильтров в MATLAB Часть 4. Моделирование структур цифровых фильтров с фиксированной точкой программными средствами MATLAB: анализ характеристик КИХ-фильтров Часть 5. Моделирование структур цифровых фильтров с фиксированной точкой
Microchip расширяет семейство низкопотребляющих 16-разрядных микроконтроллеров
Основные виды датчиков тока
Датчиками тока являются устройства, с помощью которых определяется сила постоянного или переменного тока в электрических цепях. В их конструкцию входят магнитопровод с зазором и компенсационной обмоткой, датчик Холла, а также электронная плата, выполняющая обработку электрических сигналов. Основным чувствительным элементом служит датчик Холла, закрепляемый в зазоре магнитопровода и соединяемый со входом усилителя.
Принцип действия в целом одинаковый для всех подобных устройств. Под действием измеряемого тока возникает магнитное поле, затем, с помощью датчика Холла осуществляется выработка соответствующего напряжения. Далее это напряжение усиливается на выходе и подается на выходную обмотку.
Датчики прямого усиления (O/L)
Обладают небольшими размерами и массой, низким энергопотреблением. Диапазон преобразований сигналов существенно расширен. Позволяет избежать потерь в первичной цепи. Работа устройства базируется на магнитном поле, которое создает первичный ток Ip. Далее происходит концентрация магнитного поля в магнитной цепи и его дальнейшее преобразование элементом Холла в воздушном зазоре. Сигнал, полученный с элемента Холла усиливается и на выходе образуется пропорциональная копия первичного тока.
Датчики тока (Eta)
Характеризуются широким диапазоном частот и расширенным диапазоном преобразований. Преимуществами данных устройств является низкое энергопотребление и незначительное время задержки. Работа устройства поддерживается однополярным питанием от 0 до +5 вольт. Действие прибора основано на комбинированной технологии, в которой используется компенсационный тип и прямое усиление. Это способствует существенному улучшению характеристик датчика и более сбалансированному функционированию.
↑ Примеры измерений
Измерения производятся просто и быстро. Для этого подключаем мультиметр, устанавливаем на нём переключателем DC 200 mV
, подаём питание около15 Вольт на измеритель (можно нестабилизированное — стабилизатор есть на плате), крокодилами цепляемся за выводы катушки. Переключателем диапазонов L-метра выбираем нужный предел измерений.
При работе с любыми электроприборами или токопроводящими деталями, наличие измерительной аппаратуры является необходимым, будь то амперметр, вольтметр или омметр. Но для того чтобы не покупать все эти устройства, лучше обзавестись мультиметром.
Мультиметр является универсальным измерительным аппаратом, который позволяет измерить любую характеристику электричества. Мультиметры бывают аналоговые и цифровые.
Итоги
В основных терминах феномен Холла может быть использован рядом полезных способов, включая измерение тока и определение положения. Несмотря на серьезные проблемы, такие как низкое отношение сигнал / шум или влияние паразитного поля, электронная промышленность преуспела в разработке надежных и точных сенсорных решений, основанных на эффекте Холла.
В частности, добавление мощного аналогового внешнего интерфейса и тракта цифрового сигнала наряду с запатентованными технологиями, такими как IMC-Hall от Melexis, означает, что эффект Холла можно применять для измерения тока и определения местоположения даже в суровых условиях, таких как автомобильная промышленность.
