CC BY
0УДК 621.311.6
Д.П. Ястребов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: restart1101@mail.ru
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО ЛАБОРАТОРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ ДЛЯ РЕМОНТА ТЕХНИКИ НА СУДАХ
Обычной задачей лабораторного блока питания является постоянное питание корабельных устройств необходимой мощностью. Качественная работа лабораторного блока не только выполняет нормальную работоспособность, но и показывает параметры надежности и безопасности для кораблей в целом. Уровень ответственности корабельного блока питания требует большой надежности радиоэлементов управления. При этом важную роль в обеспечении качественной эксплуатации блока питания и надежности его работы играют навыки радиоспециалистов с соответствующим уровнем их высококлассной подготовки. В результате испытаний были оценены отклонения от нормального режима работы, проведены проверки и определены фактические рабочие установки и их соответствие токовым характеристикам. Проведены тесты, которые заключались в многократном выполнении цикла «изменения напряжения» с последующей проверкой изменения параметров нагрузки. Представленные в статье результаты позволяют сделать вывод о возможности дальнейшего внедрения устройства.
Ключевые слова: лабораторный блок питания, ремонт техники на судах, надежность аппаратной части, тестер.
D.P. Yasterbov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: restart1101@mail.ru
EXPERIMENTAL STUDY OF THE PERFORMANCE OF THE DEVELOPED LABORATORY POWER SUPPLY FOR REPAIR OF EQUIPMENT ON SHIPS
A typical task of a laboratory power supply is to constantly supply the ship's devices with the required power. The high-quality work of the laboratory unit not only ensures normal performance, but also indicates the reliability and safety parameters for ships as a whole. The level of responsibility of the ship's power supply requires high reliability of radio control elements. At the same time, the skills of radio specialists with the appropriate level of their high-quality training play an important role in ensuring high-quality operation of the power supply and the reliability of its operation. As a result of the tests, deviations from normal operation were assessed, checks were carried out and actual operating settings and their compliance with current characteristics were determined. Tests were carried out, which consisted of repeated execution of the "voltage change" cycle, followed by checking changes in load parameters. The results presented in the article allow us to draw a conclusion about the possibility of further implementation of the device.
Key words: laboratory power supply, operation of technical equipment, marine specialists, professional retraining.
Предотвращение аварийных ситуаций на судах, возникающих в процессе эксплуатации по вине экипажа, является актуальной задачей. Был разработан и создан универсальный лабораторный блок питания как для использования в морских условиях для диагностики и ремонта радиоаппаратуры, так и в лабораторных условиях для качественной подготовки радиоспециалистов [1]. Разработка и внедрение мощного универсального блока питания для широкого спектра устройств в различных условиях эксплуатации повлияет на снижение числа аварийных ситуаций на
судах, связанных с выходом радиооборудования из строя, а также повысит безопасность мореплавания [2, 3]. Для дальнейшего внедрения разработки необходимо провести экспериментальные исследования в виде тестов в различных условиях работы.
Цель статьи - получить и оценить результаты исследования работоспособности аппаратной части и режимов работы разработанного ЛБП, предназначенного для ремонта техники на судне.
Основным средством измерения, используемым при выполнении работы при оценке надежности аппаратной части устройства, является DT24W-400A Тестер напряжения и тока, мощности и температуры (рис. 1).
Рис. 1. DT24W-400A Тестер напряжения и тока, мощности и температуры
Технические характеристики прибора - функциональное устройство, позволяющее осуществлять измерение (фиксацию) разных электротехнических характеристик исследуемого объекта -ЭТ24Ш-400А Тестер напряжения и тока, мощности. Прибор осуществляет работу в своей ПО на основе анализа качественных характеристик, показателей измеряемых напряжений. Данный прибор осуществляет автоматизированный анализ больших массивов данных, а также быстрый и удобный поиск с помощью ПО устройства.
ЭТ24Ш-400А Тестер напряжения и тока позволяет выполнять в реальном времени измерений как постоянный, так и переменный ток или напряжения узлов, также производит вычисления мощности и емкости в реальном времени любых электрических показателей, таких как обмер входных напряжений, фиксация разбаланса напряжений, распознавание бросков входного тока. Прибор способен фиксировать различные коэффициенты, устанавливать последовательности чередования параметров, коэффициентов несимметрии по нулевой и обратной последовательностям (NEG%, ZERO%), детектировать, фиксировать и анализировать импульсы напряжения и тока. Отображение векторных диаграмм общих углов между напряжениями и токами, графиков гистограмм гармонического анализа углов между I и и, векторных диаграмм в реальном временном промежутке любой формы входного сигнала.
Диапазон измерений ТНТ 1 000 В, 10-1 000 А (токовая петля до 300 А или до 3 000 А) при Ктрансформации, составляющем 1 В. В конструкции предусмотрена защита от перегрузки 5 В на вхо-
де. При этом погрешности результатов обмеров составляют около 0,7-0,05% шкалы. Максимально разрешение 1 В. Погрешность измерения для медленных импульсов: 2% при 60 В, а для быстрых 10% при 100 В, при этом длительность силы тока (IN, I1, I2, I3) быстрых импульсов от 5 до 160 м/с, а для медленных от 78 до 2,5 м/с. Погрешность измерения ±1% при 6 ед. счета при коэффициенте мощности (COS ф более 0,5). Размер продукта:
Размер панели - длина 85,7 мм х ширина 63 мм;
Размер установки панели - длина 75,8 мм х ширина 52,6 мм;
Размер внешней шунтирующей доски - длина 56 мм х ширина 50 мм.
Устройство питается от напряжения номиналом 3,7 В (Li-ION внутреннего источника питания или внешнего от 100 до 240 В с частотой от 50 до 60 Гц при помощи адаптера AC/DC, которое входит в комплект). Данный прибор может фиксировать одновременно большой массив данных, который определяется от количества требуемых параметров и внутреннего/внешнего объема (в стандартном режиме это 31 параметр).
Особенности:
- Тестер емкости аккумулятора/источника питания постоянного тока: подходит для различных адаптеров питания, батарей, нагрузок постоянного тока, банков питания и т. д. , для тестирования напряжения, тока, мощности, электричества, температуры, сопротивления, цена за единицу электроснабжения и кумулятивный сбор за электроэнергию, CO2, и другие параметры и операции.
- Совместимость с тремя основными онлайн-приложениями. Поддержка беспроводного он-лайн-приложения Android, Apple, PC Bluetooth.
После изучения характеристик анализатора качества электроэнергии были осуществлены испытания работоспособности аппаратов защиты при различных способах их эксплуатации (рис. 2).
Рис. 2. Испытания понижающего преобразователя
Сами испытания проходили в домашних бытовых условиях на лабораторном оборудованном месте. Испытания каждого образца проходили в течение 10 часов непрерывных тестов с фиксацией данных через каждые 30 минут. Испытания проходили в несколько циклов, один цикл длился двое суток. Результаты испытаний показаны на рис. 3.
Рис. 3. Результаты испытаний образцов аппаратной части ТСЭ: 1 - испытания на напряжении 3 В; 2 - испытания на напряжении 12 В; 3 - испытания на напряжении 24 В; 4 - испытания на напряжении 36 В
Рассмотрим полученные результаты (рис. 3) на примере отображенных параметров аппаратной части преобразователя, в роли которого выступили цифровые приборы: частотомер, вольтметр и амперметр. Отклонения от нормального режима работы испытуемых объектов составили не более 3-7%. В ходе испытаний получены результаты, которые соответствуют требованиям основных стандартов.
Провели эксплуатационные испытания блока преобразователя, проводимые на основе нескольких опытных измерений:
- проверка параметров выключения преобразователя;
- способность коммутации входного узла;
- проверка на устойчивость к большим токам.
Замер параметров выключения, результатом следующего действия измерения является нахождение правильной работы элементов и их соответствие во времени токовым параметрам, заявленным в техническом формуляре устройства.
Проверяемыми параметрами в этом методе выходят:
- заданный рабочий ток;
- время выключения;
- ток и время быстрого срабатывания.
Согласно методике, данный метод проверки будет выполняться проверкой работоспособности систем защиты при увеличении температуры в настоящей среде. Но в техническую реализацию измерений до 260 В в данном измерении, как следствие, входит только при возникновении определенных производственных условий. Проверка состоит в многократном выполнении цикла «изменение напряжения» с последующей проверкой изменения выходной нагрузки. Устойчивость к токам короткого замыкания - существующее измерение настоящих показателей для возникновения ремонтопригодности устройства после прохождения через его узлы токов повышенного уровня [4]. Испытание считается пройденным, если узлы данного устройства остались полностью работоспособными и обычное состояние контактов осталось в нормальном состоянии, что было получено в результате испытаний [5].
В результате испытаний были оценены отклонения от нормального режима работы, проведены проверки и определены фактические рабочие установки и их соответствие токовым характеристикам. Проведены тесты, которые заключались в многократном выполнении цикла «изменения напряжения» с последующей проверкой изменения параметров нагрузки. Устойчивость к параметрам короткого замыкания - данный этап электроизмерительных испытаний предназначался для наглядной работы устройства после пропускания через его контакты мощности короткого замыкания. Измерения прошли успешно, и были получены хорошие результаты, т. к. вы-
ходные контакты сохранили свою работоспособность, и стандартное сопротивление контактов осталось в пределах нормы, поэтому можно перейти к следующему этапу, а именно внедрения разработанного универсального ЛБП.
Литература
1. Семененко А.Ю., Ястребов Д.П., Швецов В.А. Разработка импульсного лабораторного источника питания с дополнительными узлами управления для ремонта техники на рыбопромысловых судах и кораблях // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Четвертой междунар. науч.-техн. конф. (25-26 ноября 2021 г.). - Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ, 2022. - С. 20-23.
2. Международная конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты / Международная морская организация. - Лондон: ИМО, 2013. - 413 с
3. К вопросу совершенствования судоремонта и технического обслуживания морских судов Камчатского края / Д.П. Ястребов, О.А. Белов, В.А. Швецов, А.О. Рогожников, Ю.В. Крутень // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы XIV Нац. (всерос.) науч.-практ. конф. (21-22 марта 2023 г.). - Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ, 2023. - С. 109-111.
4. Клевцов А.В. Преобразователи частоты для электропривода переменного тока: Практическое пособие для инженеров. -М.: ДМК-Пресс, 2010.- 224 с.
5. Белов О.А. Оценка технической готовности системы с учетом влияния человеческого фактора // Вестник КамчатГТУ. - 2014. - № 30. - С. 11-16.
