Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Доброго времени суток. Есть выше приведенная реально существующая и работающая схема. Помогите разобраться в расчетах. Не могу сообразить чем руководствовались проектировщики при разработке данной схемы. Если это делитель напряжения то у меня при расчетах получается Uвых=150В. А если это простой гаситель на резисторе (в данном случае он представлен суммой R1+R19 для уменьшения мощности каждого элемента) тогда мне непонятно зачем нужен R20??? Просто при ремонте данных схем не всегда есть возможность поставить все согласно номинала. В зависимости что есть на складе есть возможность ставить вместо катушки ( проще говоря электромагнита с реле на герконе) обычные реле постоянного тока напряжением 12, 24, 110 вольт. Помогите разобраться с расчетами если изменить схему. Мост и кондер в расчет не беру так как это тупо фильтр. Есть примерно такие же схемы, но без R20 там вроде все понятно что остальное это гасящий резистор (сопротивление общее там соответственно другое). В данной схеме все резисторы двухваттные МЛТ-2 по 33 кОм. Объясните что к чему.

Uвых=Uвх*r0/(r0+R1+R2+...+R19)
где r0=R20*P1/(R20+P1)

Соответственно на реле будет напряжение u=1.41*Uвых

Не получается!
И реле Ваше похоже 5-6 Вольтовые, а не 12, поскольку даже с "добавкой" кондёром было бы не более 9 Вольт.
Ну вот.... пока писал, "Dimka1" уже всё рассказал.
Действительно напряжение на реле (при условии необходимой ёмкости кондёра при заданной величине пульсаций) должно быть корень из двух!
В реале несколько меньше (по допуску Кп).

И желательно всю эту беду испытать на точность и линейность. С учетом того, что ни реле, ни диоды линейными элементами не являются. Вам бы каким-то местом (графика, конечно) в 10% вписаться...

Справедливо подмечено! Как раз для того и нужен, что бы нсколько стабилизтровать работу схемы.
Попробуйте сами просчитать в том и другом случае (с R20 и без него), изменив входное напряжение.

Нет.

Если не будет R20 и в процессе эксплуатации вдруг оборвется обмотка\дорожка реле, то все 3000 вольт питающего напряжения приложатся к двум обратно включенным диодам и емкости, и им настанет кирдык. При наличии R20 такого не будет.
R20 выполняет защитную функцию, работать будет и без него, но до поры, до времени. Ставить его обязательно.

Его нужно выбирать на порядок мощнее расчетных токов и напряжений и на два порядка меньше по сопротивлению, чем мост с релюшкой, если желаете получить хоть одну цифру после запятой.

Но ради Ома с Ампером, НА ХРЕНА всё это нужно?!! ТН слишком дорог?

Нет. R20 не задает рабочую точку в данной схеме. Ток и напряжения через реле определяются R1..R19 и сопротивлением P1.
При отсутствии R20 напряжение на реле 10.1В
При наличии R20 9.7В
Погрешность из-за нелинейности +-15% т.е. ошибка в районе +-1 Вольта т.е не принципиально.
R20 здесь выполняет только защитную функцию диодов и емкости от появления на них высокого питающего напряжения в 3000в в случае отсоединения реле от моста

Полностью согласен - остальное вторично!....

Dimka1, Насколько я понял посчитано по по формулам справедливым для делителя, где R0 есть общее сопротивление параллельно подключенных сопротивлений R20 и Р1. И так как сопротивление катушки в разы меньше R20 то ток потечет именно по цепи реле, поэтому нет смысла брать его такой же мощности как и остальные (лишь бы выдерживал ток согласно делителя тока на параллельно подключенных резисторах), просто в случае обрыва цепи катушки реле, оно сгорит первым. Верно?

И кстати насчет того зачем все это нужно спросите разработчиков электрооборудования пассажирских вагонов нашей постройки, повторюсь что схема реально применяется по сей день (более подходящего ответа как дешевизна и простота конструкции я не нахожу). У вагонов постройки ГДР применяется мощное 120ваттное гасящее сопротивление (без защитного R20) и реле на 110В. В более новых вагонах нашей постройки все осталось то же самое только вместо реле Р1 применяется оптопередатчик (тут видимо сказался горький опыт выгорания электронных схем вагона и решили хоть как-то разделить высоковольтную и низковольтную линии).

Исходя из обратных расчетов. Есть реле на 110В с сопротивлением 5700 Ом.
Если учитывать повышение напаряжения на кондере то по итогу Uвых = 110/1,4 = 78 В,
Тогда ток через катушку (он же ток всей цепи) Iк = 78/5700 = 0,014 А.
Гасимое напряжение на резисторах Uг = 3000 - 78 = 2922 В.
В итоге общее сопротивление R1...R19 = 2922/0.014 = 208 кОм.
Мощность всех резисторов цепочки (ну или одного) Р = 2922*0,014 = 41 Вт.
Расчеты очень грубые и приблизительные, понимаю что нужно брать запас по мощности и прочее, ход мысли то верный?
(далее можно выбрать защитное сопротивление R20 на пару порядков больше сопротивления катушки, ну и соответственно пересчитать).

P.S. Если человеку что-то интересно - значит он живет) Спасибо всем.

если питающее напряжение постоянное (на ж.д. 3000В), то 1.41 можно не учитывать.
Если Вы собираетесь менять что-то в схеме, то конденсатор\диоды должны быть рассчитаны на рабочее\обратное напряжение не менее, чем
u=Uпит*R20/(R1+R2+...+R19)
Цепочку резисторов рассчитывайте так, чтобы напряжение на каждом из них не превышало допустимое.

Какой напряжение написано на конденсаторе C1 в вашей схеме?

Однако, не стоит забывать, что все изменения Вы делаете на свой страх и риск. Если произойдет крушение с тяжелыми последствиями (по любой причине) и выяснится, что электрооборудование было изменено не по проекту, то Вы и Ваш руководитель огребёте по полной программе.

Dimka1, Конкретно в этой схеме применяется пленочный конденсатор на 50В советских времен. По поводу риска это понятно и обговаривается с руководством. Просто задался целью применения вместо катушки с герконом, реле на 12В. Думаю если брать реле на 24 вольта или больше, там сопротивление катушки больше и соответственно ток цепи будет больше, а это выльется в увеличение мощности резисторов порядка 5-10Вт (если в этой схеме 2 Вт мало, постоянно горят). И кстати напряжение 3000 переменное.Dimka1,

Горят, потому, что мощность на них 2,12Вт, а нужно, чтобы не более 1,6 Вт. Менять их надо на два запаралеленых МЛТ-2 по 68кОм., но тогда вагоны перестанут ломаться, а Вас могут сократить. Оно Вам надо?

Какие релюхи у Вас в достатке (U=? R=?)
Резисторы MЛT-2 в достатке?
Емкость C1 какая там?
Диоды там какого типа?

Извиняюсь за вмешательство.
Откуда?

Ток через реле и ветку резисторов R1..R19
I=12/1510=0.008А
Мощность на любом из резисторов R1...R19
P=I^2*R1=0.008*0.008*33000=2.12Вт
Вот и горят.

Rцепи=19*33000+R20*1510/R20+1510=628444 Ом
Ток всей цепи=3000/628444=0,0048А
Падение напряжения на любом резисторе: 33000*0,0048=158,4В
Мощность выделяемая на резисторе: 158,4*0,0048=0,76Вт.

Разработчики не ошиблись в выборе 2-ваттных резисторов - я так думаю!....

Dimka1, да с резистором проблем нет. Есть реле 12В - 230 Ом, 24В - 1кОм, 110В - 22 кОм. Что-то не пойму, как все-таки рассчитать ток и мощность резисторов. Насколько я понимаю токозадающий элемент все-таки реле и плясать нужно от него?

Сама схема работает в тяжелых температурных и грязных\пыльных условиях и почему герконы установлены?

Ну попробуйте испытать R1..R19 =18кОм, R20=20кОм тип МЛТ-2, Реле на 110В - 22 кОм и провести измерения.
Диоды\конденсатор на обратное\рабочее напряжение 400В.
Мощность на резисторах около 1.5Вт

При испытаниях лучше вместо реле поставить резистор на 22кОм и измерить напряжение на нем. Если на нем напряжение в пределах 95..110В, то можно ставить реле.

Есть такая бесплатная программулина WorkBench для моделирования схем. Можете с ее помощью собрать, смоделировать работу схемы и измерить параметры на любом элементе.

Dimka1, данная плата установлена под вагоном в ящике (далеко не герметичном) и используется в основном в зимнее время. Ну и соответственно температура на протяжении пути может достигать и минус 40. А если учесть движение состава около 100 км в час, то и более 40. Герконы скорее для разделения высоковольтных и низковольтных линий

а напряжение 3000 в синусоидальное 50Гц?
Схема какую функцию выполняет?

Dimka1, схема индикации наличия в магистрали напряжения 3000В. Грубо говоря когда локомотив подаёт в магистраль состава 3000В в вагоне загорается индикатор. В зависимости от схемы вагона индикатор запитывается напрямую от бортовой сети вагона через геркон, либо через вспомогательное реле. На счёт формы сигнала - локомотив берет переменку из контактной сети напряжением в 25-27кВ 50Гц и далее через понижающий транс подаёт в состав для питания высоковольтного отопления вагонов в зимнее время. Так что на выходе имеем 3кВ 50Гц.

Не знаю как Вы считали ... имхо ... надо просто вычислить ток через делитель и умножить на сопротивления делителя.
У меня получилось на входе моста (запрашиваемое автором - Uвых.) - 15В.
Вполне нормальное напряжение для питания катушки на 12В .
Мне кажется, если потребуется применять реле, с катушками на другое напряжение, достаточно поменять точку подключения в цепи резисторов, это относится к герконовым реле.
Для подключения электромеханических реле, вместо герконовых, схема потребует полной переработки.

off.open, напряжение на входе не 300 вольт, а 3000 Вольт. Тогда и на выходе напряжение будет судя по ошибке в 1 разряд видимо 150 вольт. И зачем же перерабатывать схему если применять электромеханическое реле? Ведь что в реле с герконом, что в других напряжение прикладывать к катушке, которая создаёт магнитное поле, просто принцип замыкания комутируемых контактов различен и он ни как не влияет на саму катушку. Или я не прав?

С напругой и правда лоханулся ... насчет электромеханического и герконового - Вы не правы. Притянуть ярмо, прижать контакты и сработка контакта геркона требуют разную мощность - соответственно и ток ... имхо при таких сопротивлениях, его не хватит на механику.

off.open, ну да согласен, мощность, а соответственно и ток будет различен. Так вот в этом и весь вопрос, заменить герконовое реле на электромеханическое и рассчитать сопротивление и мощность резисторов. Сделав по возможности минимум изменений в схеме. Схема то довольно простая, да и я далеко не "чайник"с 4 группой допуска, но при такой довольно серьезной работе лучше спросить мнения из вне). Естественно такие расчеты должны проводится специалистами в условиях хотя бы заводского ремонта, с возможностью проверить на работоспособность на практике без постановки в вагон. Но учитывая что это железная дорога и на ней все через пятую точку, если не горит индикация наличия 3000В это уже является неисправностью ( даже если отопление работает) и никого не волнует есть ли у вас в наличии нужные радиодетали для восстановления схемы или нет. Сделайте как-нибудь из того что есть, но чтобы работало. Вообщем вот так и работаем и если начальник что-то понимает в работе тех, кем он руководит, то это уже великое достижение. =))

C учетом того, то напряжение в контактной сети может меняться от 2400 до 4000 В; а при атмосферных перенапряжениях подскакивает до 12000 примерно, могут быть неучтённые нюансы.

Для расчета так и так нужно знать параметры электромеханического реле, т.е. надо сначала заиметь ихи и подключив номинальное напряжение замерить ток, через катушку.
Правда я не понял, почему Вы захотели менять на механику ... что у там перегорает?
Если сами контакты герконов - не там ищите проблему.