Řízení otáček turbíny

Jak jsem napsal v pasáži o chalzení PA, pro provoz EME je vyžadováno velmi intenzivní chlazení. Toho je dosahováno jednak popsaným mechanickým provedením, jednak masivním průtokem velkého množství chladícího vzduchu. Při provozu JT65 se minutu trvale vysílá plným výkonem a minutu poslouchá. Pokud bychom nechali turbínu běžet trvale plným výkonem docházelo by k neustálým značným změnám teplot. Proto jsem navrhl obvod pro regulaci turbíny který by měl pokud možno udržovat stálou teplotu.

Pro chlazení PA jsem použil turbínu z topení škodovky. Původní 12V motor byl zadřený ale podařilo se mi sehnat motor 24V se shodnými mechanickými rozměry. Při prvních zkouškách jsem zjistil, že se turbína se roztáčí při napětí asi 6V. Teplota se měří čidlem KTY81-220 na výfuku z PA. Aby se tedy vůbec nějaké měření mohlo konat musí neustále nějaký vzduch skrz PA proudit. Proto jsem řízení udělal tak, že ve studeném stavu je turbína napájena napětím asi 12V a při zvýšení teploty výstupního vzduchu nad asi 50°C se otáčky začnou plynule zvedat až při asi 60°C dosáhnou maxima.

Teplota se měří na odporovém můstku tvořeným odpory R4 - R6 a čidlem teploty VAR1. Tlumivky TL.1 a TL.2 plus kondenzátory kolem nich jsou odrušovací prvky zabraňující vnikání VF napětí do obvodu z vedení od čidla. Můstek je napájen stabilizovanými napětími, které jsou vytvářeny stabilizátory IO1 a IO2. Rozdílové napětí z můstku je snímáno a zesilováno cca x11 obvodem IC1A. Výstupní napětí na jeho výstupu se dělí do tří větví.

První větev provádí vlastní řízení turbíny pomocí IC1B a IC2B. Těmi je výstupní napětí zesíleno a stejnosměrně posunuto tak, aby napětí na výstupu IC2B přesáhlo 12V při teplotě přibližně 50°C. Toto napětí je přes diodu D1 přivedeno na bázi T1, který je jím otvírán a řídí napětí na motoru turbíny. Jak bylo řečeno na začátku, musí se turbína stále točit přibližně při napětí 12V i tehdy kdy je PA studený. To je zajištěno přivedením napětí 12V ze zenerovy diody D3 přes diodu D2 na bázi T1. Pokud je PA studený, je napětí z IC2B nižší než 12V a tak je na B T1 přiváděno napětí z D3. Když se teplota zvýší přesáhne napětí z IC2B napětí D3 a převezme tedy řízení turbíny.

Druhá větev realisovaná obvodem IC2B má za úkol vyhlásit poplach při překročení výstupní teploty přes cca 100°C. OZ IC2A je zapojen jako komparátor. Porovnává napětí z trimru R27 a napětí z výstupu IC1A. Pokud napětí na výstupu IC1A překročí napětí nastavené trimrem R27, komparátor překlopí a sepne tranzistor T2. Ten přivede napětí na sirénku SG1 a ta vyhlásí poplach.

Třetí větev měří přímo výstupní napětí z IC1A digitálním panelovým měřidlem. Toto měřidlo zobrazuje přímo teplotu ve °C. Měřidlo ke své funkci potřebuje ještě galvanicky oddělené napájecí napětí asi 9V, které je získáváno z pomocného vinutí transformátoru a usměrněno. Na místě měřidla je použit malý LCD panelový voltmetr koupený za cca 100kč v GES-Electronics. Protože OZ nejsou napájeny symetricky, funguje měření teploty od asi 15°C což je pro daný účel postačující. Obvod lze snadno seřídit trimry R25 a R26. V Datasheetu KTY81-220 jsou hodnoty odporu čidla při různých teplotách. Nahradíme čidlo odporem prezentujícím požadovanou teplotu a nastavíme trimry teplotu na měřidle. Opakováním tohoto postupu pro různé teploty (40,60 a 100°C) nastavíme měřidlo tak aby zobrazovalo správné hodnoty v celém rozsahu. Samozřejmě je zobrazená hodnota teploty spíše informativní.

Celý obvod je realisován na jednostranné DPS. Osazen je částečně součástkami SMD, čáatečně běžnými součástkami s drátovými vývody. SMD součástky jsou osazeny zespodu na straně spojů, součástky s drátovými vývody zvrchu. Po realizaci se ukázalo, že je obvod začně citlivý na VF pole. Proto doporučuji umístit ho mimo dutinu PA případně ho stínit. Klišé pro výrobu DPS je zde.