CC BY
12
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Окунева Е.О., Окунев В.О., Лимаров А.А.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕГУЛЯТОРОВ ЯРКОСТИ И ИХ РОЛЬ В АВИАЦИИ
Воронежский экономико-правовой институт, Ульяновский институт гражданской авиации
Ключевые слова: регулятор яркости, светотехническое оборудование, тиристор, стабилизированный ток.
Key Words: dimmer, lighting equipment, thyristor, stabilized current.
Аннотация: В статье рассмотрены основные виды регуляторов яркости и проанализированы их принципы действия. Использование регуляторов яркости на аэродромах обеспечивает безопасность полётов и точный расчет пути приближения воздушного судна к взлетно-посадочной полосе, что является основой при осуществлении безопасных полётов.
Abstract: The article discusses the main types of dimmers and analyzes their principles of operation. The use of dimmers at aerodromes ensures flight safety and accurate calculation of the approach path of the aircraft to the runway, which is the basis for safe flights.
Светотехническое оборудование является важнейшим производственным элементом, благодаря которому аэродром может обеспечить необходимую пропускную способность и безопасность. В состав электротехнического оборудования светосигнальных систем аэродрома входят следующие основные элементы: регуляторы яркости; соединительный кабель; изолирующие трансформаторы; шкафы с высоковольтными контакторами; шкафы со щитками управления знаками световой сигнализации; щиты распределительные.
Рассмотрим один из важнейших элементов данной системы оборудования. Регулятор яркости (диммер) - электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности (регулятор мощности). Обычно используется для регулировки яркости света, излучаемого лампами накаливания или светодиодами. Основными функциями регулятора яркости являются:
- преобразование стандартного напряжения сети переменного тока в напряжение, необходимое для питания источников света светосигнального оборудования;
- дискретное изменение тока в источниках света в диапазоне фиксированных значений (ступеней яркости) и автоматической стабилизации действующего значения тока на каждой ступени;
- защита источников света от кратковременных и длительных перегрузок;
- автоматическое отключение от сети и сигнализации в случае обрыва кабельного кольца, состоящего из последовательно соединенных отрезками кабеля первичных обмоток изолирующих трансформаторов;
- автоматическое отключение от сети и сигнализации при подключении регулятора яркости к кабельному кольцу, полное сопротивление которого превышает номинальное значение для данного регулятора;
- местное и дистанционное управление током в кабельном кольце;
- визуальный контроль тока в кабельном кольце и сигнализация о его уменьшении ниже допустимого значения;
- непрерывный контроль состояния изоляции кабельного кольца и сигнализации о его уменьшении ниже допустимого значения.
Принципиальная схема регулятора яркости состоит из силового блока и блока управления током. (Рис.1). В то время как силовой блок включает в себя силовой повышающий трансформатор (Тр1), последовательно с первичной обмоткой которого включен элемент регулирования тока (ЭРТ). К зажимам вторичной обмотки подключено кабельное кольцо. Блок управления током (БУТ) включает в себя элементы ручного и автоматического управления выходным током регулятора яркости, защиты от аварийных режимов и сигнализации в случае их возникновения [3].
Рисунок 1 - Принципиальная схема регулятора яркости.
Значением тока в кабельном кольце осуществляется автоматическая стабилизация яркости за счет изменения его
выходного напряжения, которое производится при помощи силового элемента, регулирующего величину тока в кольце.
В зависимости от активных элементов данной схемы можно выделить несколько видов регуляторов яркости: регулятор яркости на основе фазоимпульсного преобразования; тиристорный регулятор яркости; магнитный регулятор яркости; резонансный регулятор яркости.
Работа первого из них основывается на работе импульсного стабилизатора напряжения. Это стабилизатор, в котором регулирующий элемент работает в ключевом режиме. Интегрирующий элемент обеспечивает плавное изменение напряжения: повышается по мере накопления им энергии и снижается по мере отдачи её в нагрузку. Важнейшими элементами импульсного источника питания являются ключ - устройство, способное за короткое время изменить сопротивление прохождению тока с минимального на максимальное, и наоборот, и интегратор, напряжение на котором не может измениться мгновенно, а плавно растёт по мере накопления им энергии и так же плавно падает по мере отдачи её в нагрузку. Простейшим примером такого элемента может служить конденсатор, перед которым включено некоторое ненулевое сопротивление (в качестве которого может служить, к примеру, внутреннее сопротивление источника питания) [1].
В магнитных регуляторах яркости силовым элементом является дроссель насыщения, рабочая обмотка которого, обтекаемая переменным током, помещена на стальном магнитопроводе. На этом же магнитопроводе намотана обмотка управления, в которую подают изменяющийся по величине постоянный ток. Подмагничивание сердечника магнитным полем обмотки управления приводит к уменьшению индуктивного сопротивления рабочей обмотки и, как следствие, к возрастанию переменного тока в ней.
Подробнее рассмотрим тиристорный регулятор яркости, активным элементом которого является тиристор (Рис. 2.). Это однонаправленное полупроводниковое твердотельное устройство с четырьмя слоями чередующегося материала P и ^типа, который состоит из трех электродов: анода (положительный конец), катода (отрицательный конец) и вывода управления. На вывод управления подается малое значение напряжения, которое в свою очередь контролирует напряжение в тиристоре.
Анод [4.1 Катод
Управляющий элект род
Рисунок 2 - Простейший тиристор
Сам тиристор непосредственно используется в тиристорном регуляторе, главным образом элементом регулирования тока в данном типе является преобразователь со встречно-параллельным соединением вентилей; изменяя уровень напряжения управления иупр, можно изменять угол управления и величину действующего значения напряжения Цвых на выходе блока управления током (БУТ). (Рис. 3.).
Рисунок 3 - Диаграмма напряжения на выходе элемента регулирования тока (ЭРТ), к которому подключена первичная обмотка повышающего трансформатора (Тр1).
Непосредственно угол управления характеризует время запаздывания включения тиристоров в пределах каждого полупериода напряжения сети, увеличение же данного угла приводит к уменьшению выходного напряжения регулятора яркости и наоборот. Начальное значение угла управления в регуляторе яркости определяется требуемым значением тока (ступенью яркости), полным сопротивлением кабельного кольца, напряжением сети и устанавливается автоматически системой автоматического управления током при включении регулятора яркости в работу.
Еще одним типом регуляторов является резонансный, в основе которого лежит принцип равенства двух элементов системы, а именно:
значения индуктивности дроссельных катушек и емкостей конденсаторов подобраны так, что индуктивные сопротивления катушек равны емкостным сопротивлениям конденсатора. Резонансный тип регуляторов является одним из самых простых и эффективных так, как к резонансному мосту может быть подано любое напряжение, в том числе и стандартное сетевое напряжение в 220 или 380 В6 если же его питать таким напряжением, то для получения необходимой мощности регулятора яркости потребуются конденсаторы и дроссели большой емкости и индуктивности, поэтому напряжение питания моста обычно повышают; для повышения напряжения сети используется регулировочный трансформатор, переключение отпаек которого обеспечивает регулировку ступеней яркости огней [2].
Сам регулятор яркости применяется в широком спектре авиационной деятельности, например, регулятор яркости CCR30, назначением которого является поддержание стабилизированного тока, подаваемого на последовательные цепи системы светосигнального оборудования низкой, средней и высокой интенсивности.
Регулятор яркости CCR30 используется как автономная единица, а также в составе наращиваемого оборудования, он поставляется с параметрами, предварительно установленными в соответствии с требованиями заказчика. После подключения питающего, выходного и контрольного кабелей система готова к работе. Внесение изменений по режиму работы регулятора яркости выполняется по желании заказчика в любой момент при использовании регулятора яркости и программируемых клавишей. Все изменения по желанию можно сохранить в переносной памяти.
Обеспечение безопасности полётов было бы невозможным без использования регуляторов яркости на аэродромах. Полноценное их применение основано на правильном понимании их принципов действия, о которых было описано в данной статье. В условиях плохой видимости или плохих метеорологических минимумов световое оборудование направляет экипаж, управляющий самолетом, на точный и безопасный путь приближения к взлетно-посадочной полосе, что всегда является непосредственным надежным фундаментом при осуществлении полётов.
Список литературы
1. Электросветотехническое оборудование аэродромов: практикум / сост. О. В. Милашкина, В. А. Адакин. - Ульяновск: УИ ГА, 2016. -69 с.
2. Электросветосигнальное оборудование аэродромов / Фрид Ю.В., Величко Ю.К., Козлов В.Д. и др. - М.: Транспорт, 1988. - 318с.
3. Redl R., Tenti P., Van Wyk J.D. Power electronics' polluting effects // Spectrum IEEE. - 1997. - №5. - P. 32-39.
Таболич А.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТОНАЦИОННЫХ АЛМАЗОВ ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Белорусский государственный университет
Ключевые слова: ультрадисперсные алмазы, детонационный синтез, суспензии, спектроскопия, функциональные группы.
Key Words: nanodiamond, detonation synthesis, suspensions, spectroscopy, functional groups.
Аннотация: в данной статье рассматриваются вопросы выявления причин способствующих созданию стабильных водных суспензий наноалмазов, влияние функционального состава поверхности промышленных детонационных алмазов на седиментационную устойчивость и агрегацию в водной среде. В ходе исследования проанализированы спектральные характеристики и выявлены факторы, при которых наиболее эффективно происходит дезагригация наноалмазов в водных суспензиях.
Abstract: This article discusses the issues of identifying the reasons that contribute to the creation of stable aqueous suspensions of nanodiamonds, the effect of the functional surface composition of industrial detonation diamonds on sedimentation stability and aggregation in the aquatic environment. In the course of the study, the spectral characteristics were analyzed and factors were identified for which the most effective disaggregation of nanodiamonds in aqueous suspensions.
Наноалмазы, получаемые детонационным синтезом, представляющие собой продукт взрывного разложения смеси взрывчатых веществ принято называть ультрадисперсными алмазы (УДА). Комплексный подход к разработке основ синтеза, научные и маркетинговые исследования позволили развить и выявить новые направления практических приложений данного материала.
Интерес к УДА обуславливается сочетанием алмазной структуры ядра, алмазной твердости, химической инертности с одной стороны и наноразмерностью частиц с другой. Однако в отличие от природных и известных синтетических алмазов, УДА склонны к образованию
