5= 2,5,

где 5 - сечение провода, мм; / - требуемый ток, А.

При отсутствии провода расчетного сечения используют провод ближайшего большего сечения. После этого делают проверочный расчет для определения: можно ли поместить все витки на катушку трансформатора. Расчет производят применительно к имеющимся в наличии трансформаторным пластинам. При расчете учитывают сечение проводов, толщину изоляции, количество витков. Площадь окна пластины сердечника, куда помещается катушка трансформатора, составляет

где d - диаметр проводов обмотки; и - количество витков обмоток.

Для упрощения расчетов можно воспользоваться основными параметрами трансформаторов небольшой мощности (от 10 до 150 Вт), приведенными в табл. 1.

Диаметр обмоточного провода принимают в зависимости от силы тока:

достаточно прочным, чтобы выдержать усилие при намотке провода.

Сначала наматывают первичную обмотку. Витки укладывают ровными плотными рядами. Намотку катушек можно делать вручную или при помощи ручной дрели (рис. 85, в). Для этого по размеру окна каркаса вырезают деревянный брусок и по его продольной оси вбивают гвоздь, свободный конец которого зажимают в патрон дрели. Дрель закрепляют в тисках. Правой рукой вращают рукоятку дрели, а левой направляют на каркас провод, укладывая его виток к витку с некоторым натяжением. Каждый уложенный слой витков изолируют от последующего конденсаторной бумагой. Ширину конденсаторной бумаги берут на 3-5 мм больше ширины каркаса. Края конденсаторной бумаги надрезают (рис. 85, г), чтобы хорошо изолировать крайние витки. Между отдельными обмотками изоляцию усиливают наложением нескольких слоев или применением более толстой конденсаторной бумаги. При намотке вторичной обмотки, предназначенной для питания моделей локомотивов, не разрывая про-

сила тока, А...... 0,1 0,20 0,25

Диаметр провода, мм . , . ,0,2 0,28 0,30

0 35 0,4 0,5 1,0 1,75 2,5 3,0 4,0 6,0 0,35 0,4 0,5 0,6 0,80 1,0 1,2 1,5 2,0

Первичные и вторичные обмотки наматывают на каркас, который лучше использовать от того же трансформатора, что и пластины. Однако при необходимости можно изготовить новый каркас из гетинакса, текстолита или плотного картона. Конфигурация стенок каркаса изображена на рис. 85, а, б. Размеры каркаса определяют в зависимости от сечения сердечника и окон в пластинах. Собранный каркас должен плотно заходить на стойки пластин и быть

вод, делают выводы через определенное расчетом количество витков, соответствующее напряжению 2 В. Все выводы проводов обмоток изолируют трубками из поливинилхлоридного пластиката и пропускают через отверстия в боковых стенках каркаса.

При сборке пакета нужно следить за сохранением изоляции, нанесенной на поверхности пластин. Для уменьшения шума при работе трансформатора собранный сердечник стягивают шпильками.

Перед включением в сеть собранного трансформатора необходимо проверить на пробой мегаомметром с напряжением 2500 В все его обмотки между собой и магнитопроводом. Для этого один из проводов, идущих от мегаомметра, закрепляют на пластинах сердечника, а другой - на выводе одной из обмоток. При вращении рукоятки мегаомметра на сердечник и обмотку подается напряжение. По показаниям мегаомметра определяют сопротивление изоляции, которое не должно быть менее 2 МОм. Закрепляя провода мегаомметра на выводах соседних обмоток, проверяют сопротивление изоляции между ними. Проверку сопротивления изоляции обмоток и сердечника может выполнить любая мастерская по ремонту радиоаппаратуры и бытовых электроприборов.

После проверки в цепь питания устанавливают предохранители, рассчитанные на ток 0,5-1 А. Транс-

Таблица 1

форматор включают в сеть сначала без нагрузки и оставляют подключенным на 15-20 мин. При сильном нагреве катушки необходимо разобрать весь трансформатор, снять обмотки и снова перемотать, так как нагрев катушки свидетельствует о межвитковом замыкании в первичной обмотке. При перемотке трансформатора следует использовать новый провод. Межвитковые замыкания мо-

о о о о о

Надрезать

llltllllllli

L-nepmemp обмотки + 20

Рис, 85. Изготовление трансформаторных катушек: а - детали каркаса; б - каркас в сборе; е - намотка катушки; г - выкройка межслойной изоляции

Рис. 86. Принципиальная электрическая схема самодельного блока управления: Л- штепсельный разъем; ГV - трансформатор; 5Л - переключатель; /?P - потенциометр; UZ - выпрямитель; £2 - лампа красного цвета; - резистор короткого замыкания; £/ -лампа зеленого цвета- переключатель полярности; SI. S2 - выключатели; Ml. М2 нагрузка (электродвигатели)

гут быть И на вторичных обмотках, что обнаруживается при продолжительном включении вторичной обмотки на расчетную, потребляемую нагрузку.

На рис. 86 изображена принципиальная электрическая схема самодельного блока управления со ступенчатым регулированием выходного напряжения.

Марка диода Д7А Д7Ж

Предельный ток, мА . . . . 300 300 Повторяющееся напряжение, В 50 400

Для изменения напряжения в блоке управления можно использовать шестипозиционный переключатель галетного типа, к которому подключают промежуточные выводы вторичной обмотки, предназначенные для питания моделей локомотивов, соответствующие напряжению 2 В.

Для преобразования переменного тока в постоянный служат полупроводниковые выпрямители: селеновые, кремниевые или германиевые, собранные по определенной схеме. Селеновые выпрямители представляют собой столбики круглых, квадратных или прямоугольных элементов, подбор которых осуществляют из расчета, что на каждый элемент приходится напряжение 20 В при токе 102 -

40 мА на 1 см1 Недостатками селеновых выпрямителей являются их большой объем и потеря свойств со временем.

Более совершенными выпрямительными элементами являются кремниевые или германиевые диоды. Для выпрямления переменного тока в блоках управления можно рекомендовать следующие диоды:

Д202 Д205 Д214 Д214А Д221 Д226 Д231 400 400 5000 10 000 400 300 10 000 100 400 100 100 400 400 300

В блоке управления применена двухполупериодная мостовая схема выпрямителя со встроенным в одно из плеч потенциометром RP. Преимуществом такой схемы является возможность плавного перевода одно-полупериодного выпрямления тока в двухполупериодное, что обеспечивает плавное трогание, разгон, замедление и остановку, а также медленное движение модели локомотива при максимальной силе тяги. Трогание модели локомотива осуществляют увеличением напряжения ступенчатым регулятором от О до 12 В при включенном потенциометре {Rmax), затем потенциометр плавно выключают (R-0), обеспечивая разгон модели до максимальной скорости.

Остановку локомотива осуществляют в обратной последовательности. График выходного напряжения при максимальном сопротивлении потенциометра, изменения его величины от максимального до минимального значения, а также при R=0 изображен на рис. 87. В блоке управления можно использовать потенциометр сопротивлением до 50 Ом, мощностью 1-2 Вт, применяемый в радиотехнике.

Для предохранения обмоток трансформатора и выпрямителя от перегрузок и коротких замыканий в схеме предусмотрена защита, состоящая из резистора R, который ограничивает ток до допустимого значения. Красная Е2 и зеленая Е1 лампы служат для сигнализации о работе защиты. При нормальной работе, когда в цепи нет ни перегрузок, ни коротких замыканий, ток протекает через резистор R, нагрузку М и параллельно включенную лампу Е1. Горение лампы свидетельствует о нормальной нагрузке. В случае короткого замыкания зеленая лампа Е1 гаснет, так как на обоих зажимах имеется одинаковый потенциал и единственным потребителем в цепи является резистор R. Вследствие

большого тока, протекающего через резистор, на его выводах появляется разница потенциалов и загорается красная лампа Е2. Сопротивление резистора R рассчитывают по закону Ома. Например, напряжение на выходе блока управления равно 16 В, а допустимый максимальный ток 10 А, тогда

i? = U/I 16/10= 1,6 Ом.

При потреблении тока 2 А падение напряжения на резисторе составит

Ur = ?кз/потр= 1,6-2= 3,2 в,

а подаваемое напряжение

(У = (У- (7,= 16-3,2= 12,8 В,

ЧТО вполне допустимо.

Далее необходимо определить мощность резистора

Pr., = f/?.,/max= 1,6-10= 16 Вт.

Резистор с такими характеристиками можно сделать из спирали электроплитки, подобрав по приборам отрезок спирали с соответствующим сопротивлением. Так как при коротком замыкании резистор сильно нагревается, его следует устанавли-

Рис. 87. Графическое изображение выходного напряжения при различных величинах сопротивления потенциометра RP

вать на фарфоровые изоляторы на некотором расстоянии от других деталей и стенок блока управления. Не рекомендуется применять для защиты вторичных обмоток плавкие вставки, так как короткие замыкания во время наладки и работы макета могут быть довольно часто и это потребует многократной замены плавких вставок.

Для изменения полярности напряжения цепи постоянного тока можно использовать переключатель (тумблер) типа ТП-1-2.

В настоящее время все большее распространение получают электронные блоки управления с импульсным регулированием, у которых выходное напряжение и частота импульсов остаются постоянными, а меняется отношение ширины импульса и скважины, что обеспечивает высокую плавность регулирования скорости движения моделей.

На рис. 88 представлена принципиальная электрическая схема электронного блока управления с выходным напряжением 12 В и отношением ширины импульса к скважине 1:4. Изменение ширины импульса получают на выходе мультивибратора, настроенного на частоту 100 Гц. Базы транзисторов VT1 и VT2 подключены через потенциометр R1, которым осуществляется управление. С увеличением напряжения на базе одного транзистора пропорционально понижается напряжение на базе другого. Следовательно, меняется время открытия транзисторов, а это приводит к изменению ширины импульса и скважины. Транзисторы VT3, VT4 и VT5 работают как усилительные. Схема защиты выходного транзистора от токов короткого замыкания, построенная на транзисторах VT6 и VT7, допускает протекание через транзистор VT5 только макси-

+ 0-

УТ7 Ч. yyrz

VJJl

. 21

VT3 т

Рис. 88. Принципиальная электрическая схема электронного блока управления. Характеристики

и типы комплектующих изделий:

CI, С2 - К50-6 (1 мкФ, 30 В) СЗ - К50-6 {50мкФ,30 В) С4 - К50-6 (200 мкФ, 30 В) ID/, КШ-КД208А Е - 6В/5 мА

VTI, VT2,- КТ361Б VT3. VT6

VT4~ КТ814А VT5, VT7 - KT818A S - ТПЬ2

мального расчетного тока. При нормальной работе схемы, когда ток потребителя не превышает расчетного значения, транзистор VT6 закрыт, а транзистор VT7 открыт. В этом случае ток протекает через транзистор VT7 и резистор RW (0,5 Ом), к которому подсоединена база транзистора VT6. При увеличении тока, вызванном превышением расчетной нагрузки или коротким замыканием, падение напряжения на резисторе R10 увеличится, транзистор VT6 откроется, а транзистор VT7 закроется. Сопротивление на переходе эмиттер-коллектор транзистора VT7 значительно возрастет, и ток пройдет через лампу Е и резистор R11, где суммарное сопротивление меньше. Горящая лампа Е будет сигнализировать о перегрузке или коротком замыкании.

2. Автоматическое управление

стрелочными переводами и сигналами

Автоматическое управление стрелочными переводами и сигналами на макетах железной дороги осуществляется при помощи электромагнитных реле соленоидного типа. Зарубежные предприятия, изготавливающие модели железных дорог, выпускают много типов различных приводов, которые, как правило, встроены в основание стрелочного перевода, светофора или семафора.

В качестве примера рассмотрим принцип работы стрелочного перевода типа Р31 производства фирмы Piko (ГДР). Привод (рис. 89) состоит из двух катушек KCl и КС2, внутри которых перемещается стальной сердечник 7, соединенный системой тяг и рычагов 8, 9, 10 с переводной тягой стрелочного перевода И. На основании привода имеется шесть

S2 W и

n-S оВ on = i oS on пВ

Рис. 89. Конструкция стрелочного перевода типа Р31 (а) и схемы подключения стрелочных

переводов (б) типов: / - Р1ко 5740/518П; 2 - ВегИпег ТТ ВаЬпеп 04/109TT; 3 - Piko 05/024НО; 4 - Pilz 14/839НО; 5 - Pilz 14/840НО

зажимов, обозначенных цифрами. На зажим Земля подключена одна фаза переменного тока напряжением 16 В. Зажимы, обозначенные на ри-

Для сопоставления схем подключения различных приводов далее в тексте цифровым индексам зажимов присвоены буквенные обозначения: / - on, 2 - об, 3 - о, 4 - Земля , 5 - п, б - б.