Испытания на помехозащищенность имитатором провалов и перенапряжений

Лабораторная работа №_____

Испытания на помехозащищенность

имитатором провалов и перенапряжений

Цель работы. Изучить назначение, структуру, принцип действия и области применения имитатора провалов и перенапряжений.

1.Краткие сведения из теории. Для исследования восприимчивости устройств АиТ к внешним помехам требуется аппаратура, моделирующая характеристики реальных помех. Такого рода аппаратура получила название имитаторов помех. Это относительно новый класс радиоизмерительных приборов, к которым предъявляются нижеследующие общие требования.

А.) Имитаторы должны обладать возможно меньшим выходным сопротивлением, чтобы низкоомные нагрузки не оказывали заметного шунтирующего воздействия на имитируемые сигналы помех.

Б.) Приборы должны иметь широкие динамические диапазоны измерения амплитуд и длительностей имитируемых сигналов. По возможности изменение амплитуд должно быть плавным.

В.) Имитаторы не должны излучать помех по каким-либо трактам, не предназначенным для этой цели (по цепям питания, управления, заземления, по полю вследствие некачественного экранирования и т.п.).

Г.) Конструкция приборов и правила их эксплуатации должны отвечать требованиям техники безопасности, поскольку сигналы имитаторов часто являются высоковольтными.

Д.) Желательно, чтобы приборы были как можно легче и удобнее для переноса, поскольку объекты, подлежащие исследованию часто сами нетранспортабельны.

Имитатор провалов и перенапряжений – это устройство, имитирующее возникновение в сети питания испытуемого устройства провалов напряжений или перенапряжений.

Практически имитируемые процессы реализуются путем включения в промежуток между фазой сети питания и нагрузкой добавочных сопротивлений или источников напряжения.

Имитатор обычно состоит из блока коммутации и блока управления. Блок коммутации содержит технические средства, с помощью которых устанавливается глубина провала или амплитуда перенапряжения. С помощью технических средств блока управления устанавливаются длительность и частота повторения процессов.

 Основные разновидности блоков коммутации имитаторов длительных помех приведены на рис.1.1.-1.7. Их можно подразделить на блоки, в которых коммутируются добавочные сопротивления (рис.1.1.-1.4), и блоки, в которых коммутируются добавочные источники напряжения (рис.1.5.-1.7). Второй классификационный признак – это физическое исполнение коммутационных ключей: с применением контактов (например, реле) или бесконтактное (тиристоры, симисторы).

Универсальная схема блока с добавочными сопротивлениями и контактными ключами изображена на рис.1.1. Здесь входное напряжение Uвх устанавливается при помощи автотрансформатора (АТ). Для создания провалов напряжения Uвх устанавливается равным напряжению сети Uс (для этого режима применение АТ необязательно). Для создания перенапряжений Uвх с помощью АТ устанавливается равным Uмах. Изменение коэффициента передачи четырехполюсника осуществляется с помощью ключей Kа и Кb. При замыкании ключа Ка или размыкании Кь напряжение на нагрузке (испытуемом техническом средстве)возрастает на DUв (реализуется перенапряжение), при размыкании Ка или замыкании Кь оно уменьшается на DUп (реализуется провал).

Наличие цепи Rb1, Rb2 и ключа Kь оправдано только в тех случаях, когда сопротивление нагрузки весьма велико и ток, потребляемый нагрузкой, недостаточен для создания необходимого перепада напряжения на сопротивлении Rа.

Более простой и экономичной с энергетической точки зрения (по рассеиваемой мощности) является схема, приведенная на рис.1.2. Схема содержит потенциометр Rа и ключ Ка. Кроме того, имеется переключатель Пк на два положения. При генерации провалов переключатель становится в положение П, а при генерации перенапряжений (выбросов) – в положение В.

При работе имитатора не должны возникать импульсные помехи, т.к. при этом возможны непредусмотренные сбои исследуемого устройства. Исключить импульсные помехи можно, либо установив между блоком коммутации и испытуемым устройством фильтр нижних частот, либо выполнив коммутацию ключа Ка в моменты перехода напряжения через нуль. Простая, но достаточно эффективная схема, позволяющая реализовать коммутацию в моменты перехода напряжения через нуль, приведена на рис.1.3. Схема содержит две одинаковые цепи коммутации положительных и отрицательных полуволн напряжения сети. Движки потенциометров обеих цепей механически связаны. В качестве ключей использованы контакты реле Ка1 и Ка2, входящих в состав управления блока имитатора. Переключение режима генерации провалов и выбросов осуществляется переключателем Пк на два положения и четыре направления. Срабатывание и отпускание реле Ка1 и Ка2  производятся таким образом, что в течение отрицательного полупериода напряжения сети срабатывает (или отпускает якорь) реле Ка1, а в следующий, положительный полупериод, срабатывает (или отпускает якорь) реле Ка2.