Короткі теоретичні відомості

 

Багато споживачів електричної енергії потребують живлення від джерел постійного струму. До них відносяться апаратура радіоелектроніки та автоматики, двигуни постійного струму в промисловості та на транспорті, технологічні процеси в промисловості.

Перетворення змінного струму в постійний здійснюється у випрямлячах з використанням напівпровідникових елементів.

Основними частинами випрямляча є:

– трансформатор, що перетворює величину напруги мереж;

– вентильна група, що перетворює змінний струм в постійний;

– згладжуючий фільтр для зменшення пульсацій випрямленого струму.

Крім того, випрямляч може мати пристрої для стабілізації та регулювання випрямленої напруги.

За кількістю фаз первинних обмоток трансформатора випрямлячі можуть бути однофазні та багатофазні, рис. 6.1.

Монтаж електрообладнання поділяється на механічний та електричний. До механічного монтажу відноситься виготовлення панелей, слюсарні роботи з установки електричних апаратів, роботи з виготовлення конструктивних елементів. Електричний монтаж полягає у прокладанні проводів, їх з’єднанні з апаратами, в’язці джгутів, маркування електричних елементів та ін.

При механічному монтажі найбільш простим є встановлення електричних апаратів, електронних елементів (наприклад, тиристорів на радіаторах) за допомогою різьбових з’єднань на панелі чи монтажній платі. При цьому використовують гвинти, болти, гайки та ін. Гвинти затягують викруткою, розмір якої має відповідати розміру головки гвинта. Затягування болтів та гайок слід виконувати накидними чи торцевими гайковими ключами. При встановлені електронних елементів у корпуси і на платі використовують саморізи (шурупи) по металу.

Важкі елементи (наприклад трансформатори), а також елементи, які підлягають механічній дії (тумблери, потенціометри) встановлюють, перш за все, за допомогою власних тримачів. При необхідності додатково закріплюють корпуси елементів на платі за допомогою склеювання, додаткових хомутів, скоб та інших тримачів.

У сучасному електроприводі з тиристорними та транзисторними перетворювачами основними конструктивними елементами є друковані плати. На них розміщують всі радіоелементи, що входять до складу системи управління перетворювачем. На друкованих платах всі навісні елементи встановлюють тільки з одного боку паралельно чи перпендикулярно один до одного. Виходи елементів зачищають і, якщо потрібно лудять, потім формують так, щоб форма виводу відповідала способу установки. Формовку виводів виконують монтажним інструментом таким чином, щоб унеможливити механічні навантаження на місті кріплення виводів к корпусу. При формовці виводів неприпустимо їхнє механічне пошкодження, порушення захисного покриття, скручування відносно осі корпусів, розтріскування скляних ізоляторів. Ручну формовку та встановлення елементів на друковану плату роблять так, щоб у процесі контролю було видно маркування номіналів на корпусах елементів.

Установку компонентів на перфорованій монтажній платі можна виконати одним з двох основних способів, причому в обох випадках виводи компонентів вставляються в отвори плати, а все паяння робляться на її протилежній стороні. Найбільш поширений горизонтальний монтаж компонентів. При цьому компоненти розташовуються уздовж поверхні платні, а їх виводи вставляються в отвори з кроком, відповідним довжині компонентів. Цей метод рекомендується радіоаматорам початківців, оскільки він полегшує візуальний контроль схеми. Проте він вимагає більше місця, ніж інший метод - так званий вертикальний монтаж.

 

а	б
в	Рисунок 6.1 — Схеми випрямлячів: а) однофазна мостова; б) трифазна нульова; в) трифазна мостова. - струми в обмотках трансформатора; - струм на навантаженні; - опір навантаження; А – загальний анод; К – зальний катод

 

При вертикальному монтажі кожний компонент встановлюється перпендикулярно поверхні перфорованої плати. Хоча при цьому виводи також вставляються в отвори плати, відстані між цими отворами менше, ніж при горизонтальному монтажі. Оскільки при такому методі монтажу використовується простір над платою, сама плата може бути набагато менших розмірів. Такий спосіб для більшості випадків є неправильним, так як верхня частина резистора гріється більше ніж нижня, що викликає утворення термо-ЕРС.

Якщо вибраний вертикальний монтаж, то необхідно ізолювати вивід, який йде уздовж компоненту від його верхнього кінця до монтажної платні. Це можна зробити за допомогою полихлорвинилової трубки. Трубка надягається на вивод компоненту до його припаювання. Вона буде надійним захистом для незаізольованого виводу від місця його кріплення на корпусі компоненту до входу в плату.

Види елементів встановлюють в отвори друкованої плати. У кожному отворі можна розміщувати вивід тільки одного елемента. Всі елементи мають щільно прилягати своїми корпусами до друкованого провідника, не відривав його від плати при натисканні на корпус елемента. Способи встановлення на друковану плату деяких елементів показані на рис. 6.2

 

Рисунок 6.2 – Способи встановлення елементів на друкованій платі

 

Відстань від корпусу елемента до осі загнутого виводу повинна бути не менш за 2мм, а до місця пайки – не менш за 2,5мм. Відстань між корпусами елемента та краєм друкованої плати має бути не менш за 1мм, а між виводами елемента та краєм – не менше за 2мм.

При встановленні елементів з діаметром виводів від 0,3 до 0,8 мм слід підгинати їх вздовж друкованого провідника. Виводи елементів діаметром більше за 0,8 мм підгинати не потрібно.

Закріплення елементів на платі виконують пайкою, яку проводять короткочасним (на 2-3 с) доторканням паяльники з припоєм до контактного майданчика і кінця виводу.

Після пайки виводи елементів зайвої довжини відкушують кусачками. Висота виводу над поверхнею плати має бути 0,5 - 2,0 мм. При відкушуванні виводів неприпустимо механічне пошкодження паяного з’єднання. Пайку виводів елементів дозволяється виконувати з двох боків друкованої плати.

При необхідності підпайки до контакту декількох елементів на друковану плату попередньо встановлюють контактні штирі чи пелюстки. Те ж саме роблять для встановлення елементів, які потрібно підбирати при налагоджуванні схеми. Перед пайкою монтажні проводи та виводи елементів мають бути закришені на пелюстках, при цьому вивід укладають вздовж пелюстки чи обгинають пелюстку і затискають плоскогубцями. Закріплені на пелюстках виводи припаюють так, щоб з-під припою було видно контури закріплених виводів.

Для електричних з’єднань між друкованими платами на них встановлюють штепсельні роз’єми. Проводи до роз’ємів припаюють. Як правило, до роз’ємів припаюють гнучкі проводи, окінцевання яких здійснюється у вигляді стрижня. Довжина жили проводу має бути на 1 - 2 мм більше за довжину контакту роз’єму. При необхідності підпайки двох проводів до одного контакту сумарний діаметр проводів має бути меншим за внутрішній діаметр контакту. Для зручної пайки всіх контактів її проводять зліва направо, знизу вверх. Перед пайкою на кожен провід одягають поліхлорвінілову трубку, якупісля пайки зсувають до упору. Довжина трубки обирається на 10 - 15 мм більше, ніж довжина хвостової частиш: контакту.

Правила монтажу.

При збірці електронних схем цілком необхідно слідувати деяким корисним правилам. Одне з найголовніших правил полягає в тому, що не можна приступати до збірки схеми, поки всі компоненти, з'єднувачі та корпуса не знаходяться під руками. Якщо приступити до збірки, коли декількох компонентів ще немає, то порушиться порядок збірки схеми, внаслідок чого з'являється вірогідність пропустити важливий етап роботи.

Якщо відчуєте невелику утомленість, припиніть роботу та зробіть перерву на 10-15 хв., поки не відпочинете. Не плануйте термін закінчення роботи над схемою. Відчувши, що не встигаєте, ви почнете поспішати або будете продовжувати роботу в стані стомлення. В результаті можуть виникнути помилки в монтажі, неправильна полярність або «холоднє» паяння - все, чого можна було б уникнути.

Щоб успішно зібрати електронну схему, велику або маленьку, просту або складну, необхідно правильно виконувати кожний етап роботи. Перш ніж почати, необхідно організувати зручне робоче місце, що забезпечує акуратне виконання роботи під час роботи інструмент та інше обладнання завжди повинно бути під руками. Якщо створені всі потрібні умови та є інструмент, то вся решта достатньо просто, проте за умови виконання правил збірки схем. Крім того, не поспішайте до фінішу. Поспішність може погубити будь-яку роботу та перетворити порівняно просту схему в багатоголове чудовисько, швидко пожираючий час, компоненти та гроші.