Przekaźnik zabezpieczający w P-507A

[wolkar]

Witam

Nie wiem, czy po tylu latach kogoś jeszcze zainteresuje funkcjonowanie przekaźnika zabezpieczającego w P-507A, bo problem może być już wyjaśniony. Jeśli tak, to proszę Moderatora o wykasowanie tego wątku.

Na wstępie kilka istotnych uwag:
1. Tekst przeznaczony jest dla osób z mniejszym doświadczeniem (stąd jego objętość), dlatego prosiłbym Kolegów mających większe, o wyrozumiałość dla "oczywistych oczywistości";
2. Omówienie działania przekaźnika nie jest poparte przeliczeniami, a jedynie oparte na informacjach zawartych w schemacie ideowym i instrukcji;
3. Na oryginalnym schemacie (pogmatwanym do bólu) jest pomyłka - styk przekaźnika przed włączeniem przyrządu powinien być oczywiście ZAMKNIĘTY;
4. Cewka oznaczona jako Prz1D powinna mieć dla porządku symbol Prz1A;
5. Żarówka Ż1 połączona w szereg z cewką Prz1A sygnalizuje czerwonym światłem stan awaryjny (normalna praca sygnalizowana jest przez żarówkę Ż2 zasilaną z Tr1).

Jak to działa?
Jeżeli prąd anodowy lub prąd ekranu badanej lampy nie przekraczają wartości granicznej (niestety nie wiem ile ona wynosi - ale można by to ustalić doświadczalnie), to styk przekaźnika zwiera cewkę Prz1A i żarówkę Ż1 (która oczywiście nie świeci), i to jest normalna praca przyrządu.
W momencie, gdy prąd w obwodzie anody lub ekranu z jakiegoś powodu przekroczy tę wartość, strumień cewek Prz1B lub Prz1C zwiększy się na tyle, że przekaźnik zadziała i jego styk zostaje otwarty. Prąd zasilający przyrząd płynie teraz przez szeregowy układ:

wyłącznik K3 - żarówka Ż1 - cewka Prz1A (237 Ohm) - bezpiecznik B - połączone równolegle uzwojenia pierwotne transformatorów Tr1 i Tr2 oraz jeden z oporników cechowania,

w rezultacie czego napięcie zasilające oba transformatory natychmiast się obniża do bezpiecznej wartości, co spowodowane jest przez dodatkowo włączone opory cewki Prz1A i żarówki Ż1. Zabezpiecza to przed uszkodzeniem obwodów anody i ekranu badanej lampy, które przecież nie mogą pracować w sposób ciągły na zawyżonej wartości prądu.
To rozwiązanie umożliwia przejęcie od cewek Prz1B i Prz1C trudu wyłączenia styku przez cewkę Prz1A (dlatego jej oporność jest większa, bo musi wprowadzić większy spadek napięcia i jednocześnie zapewnić odpowiedni strumień magnetyczny zapewniający ciągłą pracę przekaźnika). Innymi słowy krótki, jeszcze bezpieczny czas przepływu prądu awaryjnego przez cewki Prz1B lub Prz1C, zamieniany jest na bezpieczny, dłuższy, bo przy obniżonym napięciu, czas pracy przyrządu (ten stan sygnalizuje żarówka Ż1).
Przywrócenie stanu normalnej pracy wymaga wyłączenia całości wyłącznikiem K3, aby cewka Prz1A puściła, a styk został ponownie zamknięty. Robimy to oczywiście po ustaleniu przyczyny wyłączenia awaryjnego.

Można by zatem zapytać: ale po co w takim razie to trzecie uzwojenie Prz1A, przecież pozostałe dwa z powodzeniem wyłączają styk główny. Jednak - po pierwsze, wyłączenie styku cewką Prz1B lub Prz1C rzeczywiście pozbawi układ napięcia zasilającego, ale jednocześnie pozbawi cewki prądu, co spowoduje ponowne włączenie przekaźnika, w rezultacie czego styk zacznie wibrować. Aby tego uniknąć, należałoby zastosować dodatkowy układ samopodtrzymania na drugim, specjalnym przekaźniku, co wiąże się z komplikacją układu (spróbujcie go dla rozrywki opracować pamiętając, że jego uzwojenie powinno być dostosowane do cewek Prz1B i Prz1C), a po drugie nie byłoby sygnalizacji stanu awaryjnego - przyrząd nagle się wyłącza, a użytkownik musi się domyślić dlaczego (choć można sygnalizację wprowadzić wykorzystując styki tego dodatkowego przekaźnika, ale ta sygnalizacja informowałaby tylko o oczywistym stanie wyłączenia przyrządu, nie podając, za sprawą jakiego obwodu to się stało). Dlatego wprowadzono cewkę Prz1A zintegrowaną z przekaźnikiem w jedną całość (wszystkie trzy cewki są nawinięte na jednym rdzeniu).

Jednak układ sygnalizacji stanu awarii w P-507A ma pewną wadę. Jeśli obwód Ż1 zostałby przerwany z jakiegoś powodu (spalenie jest jednak mało prawdopodobne, bo prąd płynący przez nią ograniczony jest do niewielkiej wartości przez kilka kolejnych oporów), to w czasie wystąpienia awarii, styk zacząłby wibrować z omówionego wcześniej powodu, a to może skończyć się fatalnie dla przyrządu (przepięcia na uzwojeniach trafo). Zapewne dlatego instrukcja zaleca, aby przyrząd w stanie awarii pracował na wszelki wypadek jak najkrócej. Można więc zastąpić Ż1 układem rezystora z ledem sygnalizacyjnym eliminującym ten problem. Jednak pojawia się kolejny, ale tu trzeba omówić kwestię czułości układu zabezpieczającego.
Większą czułość, a więc szybsze zadziałanie przekaźnika osiągnięto dwoma sposobami: pierwszy, to brutalne powyginanie sprężynek (jakby nie można było ich po prostu zdemontować) dwóch niewykorzystanych styków przekaźnika tak, aby kotwiczka nie siłowała się z trzema stykami tylko z jednym, co skraca czas jej zadziałania, a drugi, to właśnie wstawienie tej wielgachnej żarówy Ż1 w szereg z Prz1A. Zimne włókno żarówki, do momentu jej rozgrzania, ma niewielką wartość, a więc cewka Prz1A dostaje wyższe napięcie (kolokwialnie mówiąc „kopa”) i jej zwiększony strumień bardziej dynamicznie, a więc w krótszym czasie, przyciąga zworę kotwiczki. Wstawienie opornika nie powodowałoby przepływu tego zwiększonego prądu w pierwszym momencie, a więc czułość układu już nie byłaby zapewne tak wysoka. Pozostaniemy więc jednak przy żarówce, chyba, że ktoś ma lepszy pomysł.
Dodatkowo można się pokusić o opracowanie układu sygnalizacji awarii konkretnego obwodu: anodowego lub ekranu, ale to pozostawmy entuzjastom, pamiętając przy tym, że proponowane zmiany spowodują utratę antycznego waloru pięknego P-507A.

Mam nadzieję, że ten tekst był strawny i komuś się przydał.
Pozdrawiam