назад

- на главную
- к оглавлению рубрики

ремонт

- холодильников
- импортных стиральных
  машин

- отечественных
  стиральных машин

- малой бытовой
  техники

разное

- сделай сам
- электрику



На главную
Схемы
Программы
Справочник
История
Журналы
Ссылки
Новости

 

Количественное определение эффективности стирки.

Качество стирки белья зависит от нескольких показателей:

  • жесткости воды;
  • температуры потребляемой воды;
  • температуры воды во время стирки;
  • моющего средства;
  • загрязненности белья;

Существует специальный метод определения эффективности стирки хлопчатобумажных, синтетических и смешанных тканей. Метод заключается в фотоколориметрическом сравнении отражательной способности искусственно загрязненного образца материала до и после стирки с отражательной способностью материала до загрязнения. Используются испытательные образцы хлопчатобумажной ткани с различными видами загрязнителей, что позволяет определить:

  • моющее действие, зависящее от механического. химического и теплового воздействия на образцы, загрязненные смесью сажи и минерального масла;
  • удаление пигментов бепка, когда образцы загрязнены кровью;
  • удаление органических пигментов, когда образцы загрязнены какао с молоком:
  • отбеливающее действие, когда образцы загрязнены красным вином.

В странах Европейского Сообщества в качестве искусственно-загрязненной ткани (ИЗТ) используются полосы хлопчатобумажной ткани, сшитой из пяти квадратов размером 15х15 см каждый, а следующей последовательности: чистый — загрязненный сажей с минеральным маслом — загрязненный кровью — загрязненный какао с молоком — загрязненный красным вином (рис. 1).

Полоса искусственно загрязненной ткани

Рис. 1. Полоса искусственно загрязненной ткани (ИЗТ):

1 — чистый квадрат; 2 — квадрат, загрязненный сажей с минеральным маслом; 3 — квадрат загрязненный кровью; 4 — квадрат, загрязненный какао с молоком; 5 — квадрат, загрязненный красным вином

Фирмы-производители стиральных машин имеют в своих испытательных лабораториях эталонные стиральные машины Wascator и путем сравнения результатов стирки определяют класс эффективности стирки своих изделий.

В нашей стране определение функциональных характеристик стиральных машин производится согласно требованиям ГОСТ 8051-93 «Машины стиральные бытовые. Общие технические условия». По российским стандартам ИЗТ представляет собой хлопчатобумажную ткань (шифон), загрязненную в соответствии с ГОСТ 22567.15-95 пигментно-жировым составом. ИЗТ выпускается АО ВНИИХИМПроект (Украина, г. Киев).

Показатель отстирываемости или моющая способность за один цикл стирки определяется по формуле Штюпеля:

 

где

Бс — белизна (отражательная способность) искусственно загрязненного образца после стирки;

Би — белизна (отражательная способность) материала, из которого изготовлены образцы, до их загрязнения;

Бо — белизна (отражательная способность) искусственно загрязненного образца до стирки.

Жесткость воды, применяемой для испытаний, должна находиться в пределах от 0,5 до 3 ммоль/л. Температура потребляемой воды при испытаниях должна составлять:

  • для машин с нагревом воды (15±2)°С;
  • для машин с дополнительным нагревом воды (55±2)°С;

для машин с нагревом воды. работающих с применением как холодной, так и горячей воды:

  • при применении холодной воды (15±2)°С;
  • при применении горячей воды — температура, установленная изготовителем, а при отсутствии указаний (55±2)°С.

В процессе проведения испытаний используются:

  • чистые подрубленные образцы белья из белой хлопчатобумажной ткани для формирования испытательной загрузки Машины (простыни — не менее 1 штуки, салфетки — не менее 3 штук, носовые платки — не менее 2 штук, мужские рубашки — не менее 2 штук);
  • испытательные загрязненные образцы ткани размером 12 х 12 см для определения эффективности отстирывания;
  • испытательное моющее средство (универсальный синтетический порошок с содержанием поверхностно-активных веществ 20% и показателем рН 1%-ного водного раствора этого порошка в дистиллированной воде 9-9,5). Концентрация моющего раствора для барабанных стиральных машин должна составлять 20 г на 1 кг сухого белья во время предварительной стирки и 25 г на 1 кг сухого бельп во время основной стирки.

Подготовка к испытанию

Массу испытательной загрузки определяют после 24 ч выдержки образцов белья при температуре окружающей среды (20±2)°С и относительной влажности (65±5)%.

Образцы белья, применяемые в качестве загрузки, предварительно подвергают не менее чем 20 циклам стирки и употребляют для проведения испытаний, пока общее количество циклов их стирки не превышает 60. Образцы белья подвергают перед испытанием трем циклам стирки по программе для сильно загрязненного белого белья с предварительной стиркой и кипячением без моющего средства.

Искусственно загрязненные образцы пришиваются намоточным швом с двух сторон к изделиям из ткани в местах, указанных на рис. 2

Схема нашивки искусственно загрязненных образцов

Рис. 2. Схема нашивки искусственно загрязненных образцов к изделиям, образующим испытательную загрузку стиральной машины

Проведение испытаний

В соответствии с инструкцией по эксплуатации выполняют пять циклов стирки по самой продолжительной программе, предназначенной для стирки белой хлопчатобумажной ткани, за исключением биопрограммы, предусматривающей применение биологически активных моющих средств.

После цикла стирки образцы белья, которые составляют номинальную загрузку, подвергают 4-кратному полосканию с последующим отжимом.

После цикла стирки каждую полоску испытательных образцов ткани высушивают в течение 4 ч и гладят способом, исключающим появление блеска (гладят через слой ткани).

Последовательность и температура глажения должны быть такими, чтобы не возникли изменения колориметрических свойств образцов. Температура подошвы утюга не должна превышать 150°С.

Фотокопориметр класса точности на менее 2 должен обеспечивать трехцветное измерение, причем фильтр, поглощающий ультрафиолетовые лучи, должен находиться между источником света и образцом. При испытании отстирываемости используется только синий фильтр трехцветного набора.

Качество отстирываемости испытуемой машины определяется после проведения не менее трех циклов стирки. За окончательный результат принимается среднее арифметическое значение показателей 24 образцов.

Как видно из описания методики измерения отстирываемости, прибегать к таким испытаниям стоит только при наличии достаточно веских причин (например, при необходимости выполнения экспертного исследования) и специального оборудования, В повседневной работе с претензиями потребителей возможно просто провести сравнительную стирку идентично загрязненных образцов на машине клиента и на аналогичной стиральной машине (той же торговой марки и модели), взятой в качестве «эталонной». Качество отжима определяется проще: остаточная влажность ткани после отжима вычисляется по формуле:

,где

m — масса белья после отжима,

m0 — масса сухого белья.

Для определения качества отжима достаточно иметь оборудование для взвешивания (весы класса точности 1). Остаточная влажность определяется как среднее значение результатов трех циклов измерений.

Допустимые отклонения скорости вращения центрифуги составляют :

  • во время стирки: ±1 об/мин;
  • во время отжима: ±10% от номинала, но не более 100 об/мин.

Пример 1. Номинал 600 об/мин: допустимый диапазон скорости вращения 600±60 об/мин.

Пример 2. Номинал 1200 об/мин допустимый диапазон скорости вращения 1200±100 об/мин.

Качество полоскания проверяется реакцией фенолфталеина по ГОСТ 5850-72 на 0,8 л воды, отжатой из выстиранного белья после последнего полоскания. При добавлении 3...5 капель 1%-ного раствора фенолфталеина раствор не должен окрашиваться. Значение щелочности воды после полоскания относительно щелочности водопроводной воды не должно превышать 0,3 мг экв/л.

Потеря прочности ткани определяется после 20 циклов стирки по программе для сильнозагрязненных хлопчатобумажных  тканей. Расчет потери прочности производится по формуле:

, где

По — значение разрывной -«грузки нестиранного образца, Н;

П1 — значение разрывной нагрузи твнк после 20 циклов стирки, Н;

Определение разрывной нагрузки производится в соответствии с ГОСТ 3813-82. Размер образца ткани для испытаний на потерю прочности при стирке составляет 37,5х37,5 см.

 

Мы рекомендуем еще посмотреть:

Использование ИС семейства TL494 в преобразователях питания

<< Назад в раздел   Распечатать   Рекомендовать

(c) cоставление klausmobile 2000

TL 494 и ее последующие версии - наиболее часто применяемая микросхема для построения двухтаткных преобразователей питания.

  • TL494 (оригинальная разработка Texas Instruments) - ИС ШИМ преобразователя напряжения с однотактными выходами (TL 494 IN - корпус DIP16, -25..85С, TL 494 CN - DIP16, 0..70C).
  • К1006ЕУ4 - отечественный аналог TL494
  • TL594 - аналог TL494 c улучшенной точностью усилителей ошибки и компаратора
  • TL598 - аналог TL594 c двухтактным (pnp-npn) повторителем на выходе

Настоящий материал - обобщение на тему оригинального техдока Texas Instruments (ищите документ slva001a.pdf на www.ti.com - далее ссылка "TI"), публикаций International Rectifier ("Силовые полупроводниковые приборы International Rectifier", Воронеж, 1999) и Motorola, опыта друзей-самодельщиков и самого автора. Следует сразу отметить, что точностные параметры, коэффициент усиления, токи смещения и прочие аналоговые показатели улучшались от ранних серий к более поздним, в тексте - как правило - используются наихудшие, ранних серий параметры. Вкратце, у почтеннейшей микросхемы есть и недостатки, и достоинства.

  • Плюс: Развитые цепи управления, два дифференциальный усилителя (могут выполнять и логические функции)
  • Минус: Однофазные выходы требуют дополнительной обвески (по сравнению с UC3825)
  • Минус: Недоступно токовое управление, относительно медленная петля обратной связи (некритично в автомобильных ПН)
  • Минус: Cинронное включение двух и более ИС не так удобно, как в UC3825

1. Особенности ИС

Цепи ИОНа и защиты от недонапряжения питания. Схема включается при достижении питанием порога 5.5..7.0 В (типовое значение 6.4В). До этого момента внутренние шины контроля запрещают работу генератора и логической части схемы. Ток холостого хода при напряжении питания +15В (выходные транзисторы отключены) не более 10 мА. ИОН +5В (+4.75..+5.25 В, стабилизация по выходу не хуже +/- 25мВ) обеспечивает вытекающий ток до 10 мА. Умощнять ИОН можно только используя npn-эмиттерный повторитель (см TI стр. 19-20), но на выходе такого "стабилизатора" напряжение будет сильно зависеть от тока нагрузки.

Генератор вырабатывает на времязадающем конденсаторе Сt (вывод 5) пилообразное напряжение 0..+3.0В (амплитуда задана ИОНом) для TL494 Texas Instruments и 0...+2.8В для TL494 Motorola (чего же ждать от других?), соответственно для TI F=1.0/(RtCt), для Моторолы F=1.1/(RtCt).

Допустимы рабочие частоты от 1 до 300 кГц, при этом рекомендованный диапазон Rt = 1...500кОм, Ct=470пФ...10мкФ. При этом типовой температурный дрейф частоты составляет (естественно без учета дрейфа навесных компонентов) +/-3%, а уход частоты в зависимости от напряжения питания - в пределах 0.1% во всем допустимом диапазоне.

Для дистанционного выключения генератора можно внешним ключом замкнуть вход Rt (6) на выход ИОНа, или - замкнуть Ct на землю. Разумеется, сопротивление утечки разомкнутого ключа должно учитываться при выборе Rt, Ct.

Вход контроля фазы покоя (скважности) через компаратор фазы покоя задает необходимую минимальную паузу между импульсами в плечах схемы. Это необходимо как для недопущения сквозного тока в силовых каскадах за пределами ИС, так и для стабильной работы триггера - время переключения цифровой части TL494 составляет 200 нс. Выходной сигнал разрешен тогда, когда пила на Cт превышает напряжение на управляющем входе 4 (DT). На тактовых частотах до 150 кГц при нулевом управляющем напряжении фаза покоя = 3% периода (эквивалентное смещение управляющего сигнала 100..120 мВ), на больших частотах встроенная коррекция расширяет фазу покоя до 200..300 нс.

Используя цепь входа DT, можно задавать фиксированную фазу покоя (R-R делитель), режим мягкого старта (R-C), дистанционное выключение (ключ), а также использовать DT как линейный управляющий вход. Входная цепь собрана на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС а не втекает в нее. Ток достаточно большой, поэтому следует избегать высокоомных резисторов (не более 100 кОм). На TI, стр. 23 приведен пример защиты от перенапряжения с использованием 3-выводного стабилитрона TL430 (431).

Усилители ошибки - фактически, операционные усилители с Ку=70..95дБ по постоянному напряжению (60 дБ для ранних серий), Ку=1 на 350 кГц. Входные цепи собраны на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС а не втекает в нее. Ток достаточно большой для ОУ, напряжение смещения тоже (до 10мВ) поэтому следует избегать высокоомных резисторов в управляющих цепях (не более 100 кОм). Зато благодаря использованию pnp-входов диапазон входных напряжений - от -0.3В до Vпитания-2В.

Выходы двух усилителей объединены диодным ИЛИ. Тот усилитель, на выходе которого большее напряжение, перехватывает управление логикой. При этом выходной сигнал доступен не порознь, а только с выхода диодного ИЛИ (он же вход компаратора ошибки). Таким образом, только один усилитель может быть замкнут петлей ОС в линейном режиме. Этот усилитель и замыкает главную, линейную ОС по выходному напряжению. Второй усилитель при этом может использоваться как компаратор - например, превышения выходного тока, или как ключ на логический сигнал аварии (перегрев, КЗ и т.п.), дистанционного выключения и пр. Один из входов компаратора привязывается к ИОНу, на втором организуется логическое ИЛИ аварийных сигналов (еще лучше - логическое И сигналов нормальных состояний).

При использовании RC частотнозависимой ОС следует помнить, что выход усилителей - фактически однотактный (последовательный диод!), так что заряжать емкость (вверх) он зарядит, а вниз - разряжать будет долго. Напряжение на этом выходе находится в пределах 0..+3.5В (чуть больше размаха генератора), далее коэффициент напряжения резко падает и примерно при 4.5В на выходе усилители насыщаются. Аналогично, следует избегать низкоомных резисторов в цепи выхода усилителей (петли ОС).

Усилители не предназначены для работы в пределах одного такта рабочей частоты. При задержке распространения сигнала внутри усилителя в 400 нс они для этого слишком медленные, да и логика управления триггером не позволяет (возникали бы побочные импульсы на выходе). В реальных схемах ПН частота среза цепи ОС выбирается порядка 200-10000 Гц.

Триггер и логика управления выходами - При напряжении питания не менее 7В, если напряжение пилы на генераторе больше чем на управляющем входе DT, и если напряжение пилы больше чем на любом из усилителей ошибки (с учетом встроенных порогов и смещений) - разрешается выход схемы. При сбросе генератора из максимума в ноль - выходы отключаются. Триггер с парафазным выходом делит частоту надвое. При логическом 0 на входе 13 (режим выхода) фазы триггера объединяются по ИЛИ и подаются одновременно на оба выхода, при логической 1 - подаются парафазно на каждый выход порознь.

Выходные транзисторы - npn Дарлингтоны со встроенной тепловой защитой (но без защиты по току). Таким образом, минимальное падение напряжение между коллектором (как правило замкнутым на плюсовую шину) и эмитттером (на нагрузке) - 1.5В (типовое при 200 мА), а в схеме с общим эмиттером - чуть лучше, 1.1 В типовое. Предельный выходной ток (при одном открытом транзисторе) ограничен 500 мА, предельная мощность на весь кристалл - 1Вт.

2. Особенности применения

Работа на затвор МДП транзистора. Выходные повторители

При работе на емкостную нагрузку, какой условно является затвор МДП транзистора, выходные транзисторы TL494 включаются эмиттерным повторителем. При ограничении среднего тока в 200 мА схема способна достаточно быстро зарядить затвор, но разрядить его выключенным транзистором невозможно. Разряжать затвор с помощью заземленного резистора - также неудовлетворительно медленно. Ведь напряжение на условной емкости затвора спадает по экспоненте, а для закрытия транзистора затвор надо разрядить от 10В до не более 3В. Ток разряда через резистор будет всегда меньше тока заряда через транзистор (да и греться резистор будет неслабо, и красть ток ключа при ходе вверх).

Вариант А. Цепь разряда через внешний pnp транзистор (заимствовано на сайте Шихмана - см. "Блок питания усилителя Jensen"). При зарядке затвора ток, протекающий через диод, запирает внешний pnp-транзистор, при выключении выхода ИС - заперт диод, транзистор открывается и разряжает затвор на землю. Минус - работает только на небольшие емкости нагрузки (ограниченные токовым запасом выходного транзистора ИС).

При использовании TL598 (c двухтактным выходом) функция нижнего, разрядного, плеча уже зашита на кристалле. Вариант А в этом случае нецелесообразен.

Вариант Б. Независимый комплементарный повторитель. Так как основная токовая нагрузка отрабатывается внешним транзистором, емкость (ток заряда) нагрузки практически не ограничена. Транзисторы и диоды - любые ВЧ с небольшим напряжением насыщения и Cк, и достаточным запасом по току (1А в импульсе и более). Например, КТ644+646, КТ972+973. "Земля" повторителя должна распаиваться непосредственно рядом с истоком силового ключа. Коллекторы транзисторов повторителя обязательно зашунтировать керамической емкостью (на схеме не показана).

Какую схемы выбрать - зависит прежде всего от характера нагрузки (емкость затвора или заряд переключения), рабочей частоты, временных требований к фронтам импульса. А они (фронты) должны быть как можно быстрее, ведь именно на переходных процессах на МДП ключе рассеивается большая часть тепловых потерь. Рекомендую обратится к публикациям в сборнике International Rectifier для полного анализа задачи, сам же ограничусь примером.

Мощный транзистор - IRFI1010N - имеет справочный полный заряд на затворе Qg=130нКл. Это немало, ведь транзистор имеет исключительно большую площадь канала, чтоб обеспечить предельно низкое сопротивление канала (12 мОм). Именно такие ключи и требуются в 12В преобразователях, где каждый миллиом на счету. Чтоб гарантированно открыть канал, на затворе надо обеспечить Vg=+6В относительно земли, при этом полный заряд затвора Qg(Vg)=60нКл. Чтоб гарантированно разрядить затвор, заряженный до 10В, надо рассосать Qg(Vg)=90нКл.

При тактовой частоте 100 кГц и суммарной скважности 80% каждое плечо работает в режиме 4 мкс открыто - 6 мкс закрыто. Предположим, что длительность каждого фронта импульса должна быть не более 3% открытого состояния, т.е. tф=120 нс. Иначе резко возрастают тепловые потери на ключе. Таким образом, минимально приемлемый средний ток заряда Ig+=60 нКл/120 нс = 0.5А, ток разряда Ig-= 90нКл/120нс=0.75А. И это без учета нелинейного поведения емкостей затвора!

Сопоставляя требуемые токи с предельными для TL494, видно, что ее встроенный транзистор будет работать на предельном токе, и скорее всего не справится со своевременным зарядом затвора, так что выбор делается в пользу комплементарного повторителя. При меньшей рабочей частоте или при меньшей емкости затвора ключа возможен и вариант с разрядником.

2. Реализация защиты по току, мягкого старта, ограничения скважности

Как правило, в роли датчика тока так и просится последовательный резистор в цепи нагрузки. Но он будет красть драгоценные вольты и ватты на выходе преобразователя, да и контролировать только цепи нагрузки, а КЗ в первичных цепях обнаружить не сможет. Решение - индуктивный датчик тока в первичной цепи.

Собственно датчик (трансформатор тока) - миниатюрная тороидальная катушка (внутренний ее диаметр должен, помимо обмотки датчика, свободно пропустить провод первичной обмотки главного силового трансформатора). Сквозь тор пропускаем провод первичной обмотки трансформатора (но не "земляной" провод истока!). Постоянную времени нарастания детектора задаем порядка 3-10 периодов тактовой частоты, спада - в 10 раз более, исходя из тока срабатывания оптрона (порядка 2-10 мА при падении напряжения 1.2-1.6В).

В правой части схемы - два типовых решения для TL494. Делитель Rdt1-Rdt2 задает максимальную скважность (минимальную фазу покоя). Например, при Rdt1=4.7кОм, Rdt2=47кОм на выходе 4 постоянное напряжение Udt=450мВ, что соответствует фазе покоя 18..22% (в зависимости от серии ИС и рабочей частоты).

При включении питания Css разряжен и потенциал на входе DT равен Vref (+5В). Сss заряжается через Rss (она же Rdt2), плавно опуская потенциал DT до нижнего предела, ограниченного делителем. Это "мягкий старт". При Css=47мкФ и указанных резисторах выходы схемы открываются через 0.1 с после включения, и выходят на рабочую скважность еще в течении 0.3-0.5 с.

В схеме, помимо Rdt1, Rdt2, Css присутствуют две утечки - ток утечки оптрона (не выше 10 мкА при высоких температурах, порядка 0.1-1 мкА при комнатной температуре) и вытекающий из входа DT ток базы входного транзистора ИС. Чтобы эти токи не влияли существенно на точность делителя, Rdt2=Rss выбираем не выше 5 кОм, Rdt1 - не выше 100 кОм.

Разумеется, выбор именно оптрона и цепи DT для управления непринципиален. Возможно и использование усилителя ошибки в режиме компаратора, и блокировка емкости или резистора генератора (например, тем же оптроном) - но это именно выключение, а не плавное ограничение.

Благодарности, ссылки, примечания

Все самое необходимое для ремонта Электроники © ElectronicsDesign.RU, 2010. Все права защищены.