Выбор гальванической развязки силовой части и схемы управления

В электрическом аппарате должна быть предусмотрена гальваническая развязка цепей управления и силовых цепей. Она используется для предотвращения поражения электрическим током обслуживающего персонала и защиты цепей управления. Гальваническая развязка может защитить цепи управления не только от высоковольтных сигналов, способных вывести их из строя, но и от электромагнитных помех, создаваемых силовыми цепями.

Обычно для гальванической развязки используют оптроны или трансформаторы.

Импульсными трансформаторами называются специальные типы сигнальных трансформаторов, которые предназначены для трансформации или формирования импульсов напряжения (тока) различной формы в схемах управления.

Недостатками импульсных трансформаторов являются:

· довольно большие искажения формы трансформируемого импульса;

· большая длительность фронта импульса t_ф (быстрого нарастания сигнала) – обусловлена действием индуктивности рассеяния L_s1 и собственной емкости C трансформатора;

· относительно большой спад вершины импульса – объясняется конечным значением индуктивности намагничивания L₁;

· размагничивающее действие вихревых токов;

· гистерезис;

· увеличение габаритов и массы электрического аппарата.

Оптрон – полупроводниковый прибор, содержащий источник и приемник излучения, объединенные в одном корпусе, и связаны между собой оптически. Широко распространены оптроны, у которых в качестве приемника излучения используется фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и фототиристор.

Для оптической коммутации высоковольтных сильноточных цепей главным образом используются тиристорные оптроны. Быстродействие тиристорных оптронов характеризуется временем переключения, которое часто лежит в диапазоне 5…50 мкс.

Принципиальные достоинства оптронов, обусловленные использованием фотонов в качестве носителей информации, заключаются в обеспечении высокой электрической изоляции входа и выхода, однонаправленности потока информации, отсутствии обратной связи с выхода на вход и широкой полосе пропускания. Кроме того, важными достоинствами оптронов являются:

· возможность бесконтактного (оптического) управления электронными объектами и обусловленные этим разнообразие и гибкость конструкторских решений управления;

· невосприимчивость оптических каналов связи к воздействию электромагнитных полей, что в случае оптронов с протяженным оптическим каналом обусловливает высокую помехозащищенность, а также исключает взаимные наводки;

Оптронам присущи и определенные недостатки:

· низкий КПД, обусловленный необходимостью двойного преобразования энергии (электричество – излучение – электричество), и значительная потребляемая мощность;

· сильная температурная зависимость параметров;

· высокий уровень собственных шумов.

Так как для моей схемы управления нужен достаточно большой коэффициент передачи сигнала с наименьшими потерями, то для гальванической развязки будем использовать маломощный трансформатор.