Гальваническая развязка, принципы и задачи. Гальваническая развязка для чего

Гальваническая развязка, принципы и задачи

09-03-2013

Оглавление:

Устройства гальванической развязки позволяют физически разделить две электрические цепи, что дает возможность существенно улучшить качество электрического питания приборов и оборудования. В том числе такие приборы позволяют осуществлять безопасное подключение современных устройств в устаревших сетях без заземления.

Принцип работы гальванической развязки

Гальванические развязки используются для защиты электропитания приборов и оборудования, улучшения качества электрического питания, передачи сигналов между электрическими сетями.

Народная энциклопедия «Википедия» определяет устройство гальванической развязки  как «устройство для передачи сигналов между различными электрическими цепями, устройство для защиты работы оборудования, устройство защиты от поражения током».

Подробнее здесь https://ru.wikipedia.org/wiki/Гальваническая_развязка

При развязке электрических цепей используют следующее оборудование:

• трансформаторные гальванические развязки с использованием индуктивных трансформаторов;
• емкостные гальванические развязки с использованием конденсаторов малой емкости; 
• оптические развязки цепей с использованием пары оптического датчика и оптического приемника сигнала;
• электромеханические развязки цепей с использованием электромеханических реле.

Ниже представлены изображения различных устройств гальванической развязки.

Устройство гальванической развязки TEPLOCOM GF для питания котлов отопления

Компания «Бастион» разработала и производит на протяжении нескольких лет специальное устройство, позволяющее выполнять гальваническую развязку или сопряжение цепи питания приборов системы отопления и цепи сетевого электропитания дома. Это устройство позволяет выполнять правильное и безопасное подключение оборудования в домах, где «заземление» не предусмотрено, или качество заземления не удовлетворяет показателям технических нормативов.

Устройство гальванического сопряжения TEPLOCOM GF предназначено  для улучшения показателей качества электропитания в электрических сетях без заземления и в электрических сетях с некачественным заземлением.

Устройство гальванического сопряжения TEPLOCOM GF предназначено   для организации качественного и безопасного электропитания котлов отопления и других приборов систем отопления дома.

Устройство гальванического сопряжения TEPLOCOM GF может быть использовано и для улучшения питания других электрических приборов и оборудования мощностью не более 200 ВА.

TEPLOCOM GF может эксплуатироваться в закрытых помещениях и специально разработан для круглосуточного режима работы.

Устройство сопряжения TEPLOCOM GF рекомендовано мировыми лидерами газового оборудования

Устройство гальванического сопряжения TEPLOCOM GF производится в соответствии с требованиями российских нормативных документов и международных стандартов качества и безопасности электрооборудования.

Эффективность работы данного прибора была подтверждена в ходе лабораторных испытаний устройства, проведенных инженерами международных электротехнических лабораторий по заданию известных мировых производителей газового теплового оборудования.  В ходе этих испытаний было показано полное соответствие требованиям по электропитанию современного газового оборудования.

Инженеры таких известных компаний как Bosch, Baxi, Buderus, Vaillant, Junkers рекомендуют использование устройства гальванического сопряжения   TEPLOCOM GF для организации безопасного электропитания теплового оборудования данных брендов.

Устройство гальванической трансформаторной развязки  TEPLOCOM GF позволяет:

• эффективно использовать тепловое оборудование при отсутствии постоянного заземления на объекте
• обеспечить безопасную эксплуатацию газового оборудования в случае аварийных ситуаций в электрической сети, включая случаи изменения фазировки внешнего электропитания
• уменьшить вероятность поражения электрическим током пользователей подключенных приборов в аварийных ситуациях.

bast.ru

14.Гальваническая развязка. Назначение, реализация.

Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.

Без использования развязки предельный ток, протекающий между цепями, ограничен только электрическими сопротивлениями, которые обычно относительно малы. В результате возможно протекание выравнивающих токов и других токов, способных повреждать компоненты цепи или поражать людей, прикасающихся к оборудованию, имеющему электрический контакт с цепью. Прибор, обеспечивающий развязку, искусственно ограничивает передачу энергии из одной цепи в другую. В качестве такого прибора может использоваться трансформатор. В этом случае цепи оказываются электрически разделёнными, но между ними возможна передача энергии или сигналов.

Виды:

•Трансформаторный

•Оптический: оптопары, оптоволокно, солнечные батареи

•Радио: приемники, передатчики

•Звуковой: громкоговоритель, микрофон

•Емкостный: через конденсатор очень маленькой емкости

•Механический: мотор-генератор

15. Принцип действия современных пч.

Переменное напряжение питающей сети (uвх.)с постоянной амплитудой и частотой (U вх = const, f вх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1).

 

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (uвыпр.) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр (2) образуют звено постоянного тока.

 

С выхода фильтра постоянное напряжение u d поступает на вход автономного импульсного инвертора (3).

 

Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как было отмечено, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. Нарассматриваемомрисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.

В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение u и изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечиваетсяв середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя.Амплитуда и частота напряженияопределяются параметрами модулирующей синусоидальной функции.

При высокой несущей частоте ШИМ (2 … 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи.

 

В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1) изменение амплитуды напряжения uи может достигаться регулированием величины постоянного напряжения ud, а изменение частоты – режимом работы инвертора.

 При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует.)

 

Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (вых = var, f вых = var).

studfiles.net

Использование гальванической развязки — МегаЛекции

 

Одним из основных источников помех в радиоэлектронной аппаратуре является так называемый общий провод, в качестве которого может использоваться корпус. Обычно он служит одним из полюсов электропитания, поэтому подключение к нему разных электронных устройств, в особенности силовых, приводит к тому, что при коммутациях сильноточных цепей на нем «наводятся» кратковременные импульсные помехи. В то же время для передачи информации чисто электрическим путем между устройствами — источником и приемником информации — должен быть один общий потенциал, в качестве которого и выступает общий провод. В результате помехи, возникающие при коммутациях сильноточных цепей и распространяющиеся через корпус, неизбежно будут вызывать сбои в работе электронных устройств.

Эффективным методом борьбы с такого рода помехами является гальваническая развязка источников помех и устройств, на работу которых помехи оказывают вредное влияние. Для этого осуществляют раздельное питание силовых и слаботочных устройств, устройств выработки управляющих сигналов и исполнительных. В идеальном случае каждое из устройств должно иметь собственный ИВЭП.

 

 

 

Рис. 2.39. Схема гальванической развязки информационных цепей:

1 — светодиод; 2 — фотодиод

 

Помимо борьбы с помехами, гальваническая развязка обеспечивает решение еще одной проблемы — совместной работы устройств, находящихся под разными потенциалами, так как простое электрическое соединение цепей таких устройств приведет к их выгоранию.

Однако при этом возникает проблема передачи информационных сигналов между разными устройствами. Для ее разрешения применяют различные способы гальванической развязки информационных цепей.

Использование оптронной развязки позволяет эффективно решать проблему передачи цифровой информации. Как это было показано в параграфе 1.2, оптрон содержит пару «светодиод—фотодиод», которая обеспечивает передачу сигнала через оптическое излучение. Поскольку оптическое излучение электрически нейтрально, оно не подвержено влиянию электромагнитных помех. Входные и выходные цепи при этом электрически никак не связаны, т.е. гальванически развязаны (рис. 2.39).

Оптронную развязку используют главным образом при передаче цифровой информации. Передаче двух цифровых уровней (единицы и нуля) соответствует либо включенное, либо отключенное состояние светодиода. В затемненном состоянии ток через фотодиод практически отсутствует. При облучении фотодиода светодиодом происходит генерация фототока, который в отличие от обычного прямого тока диодов является обратным и направлен от катода к аноду. Ток фотодиода преобразуется в цифровые уровни обычно с помощью транзистора. При отсутствии фототока, а значит, и базового тока транзистор закрыт. Появление фототока вызывает ток базы транзистора, достаточный для того, чтобы ввести транзистор в насыщение. Таким образом, транзистор работает в ключевом режиме (см. параграф 3.3) и обеспечивает формирование цифровых уровней.

Кроме пар «светодиод—фотодиод» в оптронах используются также пары «светодиод—фототранзистор» и «светодиод—фототиристор». Для оптронной развязки выпускают также готовые микросхемы, содержащие ту или иную оптронную пару, а также транзисторные каскады, обеспечивающие не только формирование двух цифровых уровней напряжения, но и необходимую нагрузочную способность.

На основе оптронной развязки выполняют передачу цифровой информации между гальванически развязанными электронными устройствами в сложных системах обработки информации. Очень важная функция оптронной развязки — обеспечение взаимосвязи между датчиками и исполнительными устройствами технологической системы и аппаратурой управления технологическими процессами, в основе которой, как правило, используется микропроцессорное вычислительное устройство (параграф 4.4). Через оптронную развязку осуществляется прием входной информации с датчиков релейного типа (имеющих два устойчивых состояния) и ввод ее в цифровое устройство управления — программируемый логический контроллер, а также выдача управляющих команд на исполнительные механизмы. При этом разность потенциалов, под которыми находятся контроллер и технологическая система, может достигать 500 В.

 

 

Рис .2.40. Схема релейной развязки

 

Релейная развязка широко применяется при коммутации сильноточных цепей управления исполнительными механизмами. Наиболее часто используется подача силового питания на исполнительное устройство (рис. 2.40).

Если допустимый ток, протекающий через замкнутые контакты реле, недостаточен для обеспечения тока нагрузки, применяют двухтактную релейную развязку, в которой контакты первого реле замыкают цепь обмотки второго сильноточного реле. Последнее может иметь питание от сети переменного тока 220 В и коммутировать трехфазное напряжение. Такие мощные электромагнитные реле, называемые пускателями, обеспечивают коммутацию электродвигателей и других сильноточных исполнительных устройств. Промышленные контроллеры, как правило, содержат набор специальных модулей, выполненных на основе электромагнитных реле и обеспечивающих гальваническую развязку контроллера и сильноточных управляющих цепей.

 

 

Рис. 2.41. Схема трансформаторной гальванической развязки

 

Трансформаторная развязка применяется при передаче аналоговых сигналов. Как известно, через трансформатор можно передавать импульсные сигналы, поэтому схема трансформаторной развязки (рис. 2.41) должна содержать устройства преобразования медленно изменяющихся сигналов в импульсный и обратно. Эту функцию выполняют модулятор, стоящий во входной цепи, и демодулятор, устанавливаемый в выходной цепи. Модулятор обеспечивает преобразование входного напряжения в последовательность импульсов, огибающая которых повторяет форму медленно изменяющегося входного напряжения Uвх. Импульсный сигнал передается через развязывающий импульсный трансформатор, после чего становится гальванически развязанным с цепью входного сигнала. Демодулятор обеспечивает обратное преобразование импульсного сигнала в медленно изменяющийся выходной сигнал Uвых.

 

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Гальваническая развязка — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.

Без использования развязки предельный ток, протекающий между цепями, ограничен только электрическими сопротивлениями, которые обычно относительно малы. В результате возможно протекание выравнивающих токов и других токов, способных повреждать компоненты цепи или поражать людей, прикасающихся к оборудованию, имеющему электрический контакт с цепью. Прибор, обеспечивающий развязку, искусственно ограничивает передачу энергии из одной цепи в другую. В качестве такого прибора может использоваться разделительный трансформатор или оптрон. В обоих случаях цепи оказываются электрически разделёнными, но между ними возможна передача энергии или сигналов.

Виды:

• Трансформаторный
• Оптический: оптопары, оптоволокно, солнечные батареи
• Радио: приемники, передатчики
• Звуковой: громкоговоритель, микрофон
• Ёмкостный: через конденсатор очень маленькой ёмкости
• Механический: мотор-генератор

Напишите отзыв о статье "Гальваническая развязка"

Отрывок, характеризующий Гальваническая развязка

Когда Наташа привычным движением отворила его дверь, пропуская вперед себя княжну, княжна Марья чувствовала уже в горле своем готовые рыданья. Сколько она ни готовилась, ни старалась успокоиться, она знала, что не в силах будет без слез увидать его. Княжна Марья понимала то, что разумела Наташа словами: сним случилось это два дня тому назад. Она понимала, что это означало то, что он вдруг смягчился, и что смягчение, умиление эти были признаками смерти. Она, подходя к двери, уже видела в воображении своем то лицо Андрюши, которое она знала с детства, нежное, кроткое, умиленное, которое так редко бывало у него и потому так сильно всегда на нее действовало. Она знала, что он скажет ей тихие, нежные слова, как те, которые сказал ей отец перед смертью, и что она не вынесет этого и разрыдается над ним. Но, рано ли, поздно ли, это должно было быть, и она вошла в комнату. Рыдания все ближе и ближе подступали ей к горлу, в то время как она своими близорукими глазами яснее и яснее различала его форму и отыскивала его черты, и вот она увидала его лицо и встретилась с ним взглядом. Он лежал на диване, обложенный подушками, в меховом беличьем халате. Он был худ и бледен. Одна худая, прозрачно белая рука его держала платок, другою он, тихими движениями пальцев, трогал тонкие отросшие усы. Глаза его смотрели на входивших. Увидав его лицо и встретившись с ним взглядом, княжна Марья вдруг умерила быстроту своего шага и почувствовала, что слезы вдруг пересохли и рыдания остановились. Уловив выражение его лица и взгляда, она вдруг оробела и почувствовала себя виноватой.

wiki-org.ru

---

• 
  Как проверить люминесцентную лампу индикаторной отверткой
• 
  Энергия расчет
• 
  Работа и мощность электрического тока
• 
  Электрическая схема цепь
• 
  Емкость соединенных параллельно конденсаторов
• 
  Закон сохранения энергия
• 
  Сток исток затвор на схеме база эмиттер коллектор
• 
  Ветвь в электрической цепи
• 
  Подключение двухклавишного проходного выключателя
• 
  Схема простого генератора
• 
  Если силовые линии параллельны и густота их одинакова то магнитное поле