Неисправности циркуляционного насоса отопления и ремонт своими руками

Как разобрать и отремонтировать циркуляционный насос отопления своими руками

Владельцы загородных домов обустраивают индивидуальное отопление. Это обусловлено рядом причин: отсутствует централизованная магистраль, поиск наиболее экономичного варианта, удобство отопления (т.е. возможность включать отопительную систему вне зависимости от времени года).

p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

Устройство и принцип работы циркуляционного насоса
Наиболее частые неисправности, их причины и способы устранения
Циркуляционный насос гудит, но крыльчатка не вращается
Греется циркуляционный насос
Включенный насос не гудит и не работает
Как отремонтировать циркуляционный насос отопления, если он отключается сам по себе
Почему шумит циркуляционный насос отопления
Стук в циркуляционном насосе отопления или сильная вибрация
Как разобрать циркуляционный насос отопления своими руками

Ключевым звеном в подобной системе является циркуляционный насос отопления. Он отвечает за создание принудительной циркуляции горячей жидкости для обогрева дома. Очень часто в работе циркуляционного насоса наблюдаются сбои и дефекты, которые срочно нужно устранять, иначе вся система может просто выйти из строя. В статье мы рассмотрим причины поломки циркуляционного насоса.

p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

Устройство и принцип работы циркуляционного насоса

Если не знать, в чем заключается принцип работы циркуляционного насоса, то вам трудно будет как производить ремонт, так и заниматься техническим обслуживанием.

p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

Циркуляционный насос сконструирован из следующих элементов:

p, blockquote 4,0,0,0,0 –>

корпус, который выполнен из нержавеющей стали или цветных сплавов;
электрический двигатель, вал которого соединен с ротором ;
ротор , на котором крепится колесо с лопатками — крыльчатка (ее лопасти находятся в постоянном контакте с перекачиваемой средой, выполняются они из металла либо полимерных материалов).

Циркуляционные насосы бывают двух видов:

p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

с мокрым ротором;
с сухим ротором.

У агрегатов с мокрым ротором эта деталь все время помещена в жидкую среду. Такими насосами обычно снабжаются бытовые отопительные системы. За счет того, что ротор располагается в жидкости, все движущиеся детали не только смазываются, но и эффективно охлаждаются.

p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

Главные плюсы такого типа циркуляционного насоса:

p, blockquote 7,0,1,0,0 –>

В процессе работы они практически не издают шума, поскольку вода, в которой располагаются все детали устройства, хорошо поглощают вибрации.
В установке они просты, достаточно их врезать в трубопровод, также ремонт и техобслуживание не отнимет много времени и сил.

В качестве недостатков насосов с мокрым ротором стоит отнести небольшую производительность, монтировать их следует исключительно в горизонтальном положении. Также, если в отопительной системе будет отсутствовать жидкость, то такие устройства могут дать сбой.

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

Циркуляционный насос и помпа

Приводной двигатель насосов с сухим ротором выделен в отдельную группу. Вращение от вала электродвигателя передается крыльчатке при помощи специальной муфты . По сравнению с предыдущим видом, этот отличается более высокой производительностью, КПД доходит до 80 %. Также конструкция агрегатов с сухим ротором — более сложная, в связи с этим обслуживать и ремонтировать тоже несколько труднее.

p, blockquote 9,0,0,0,0 –>

Наиболее частые неисправности, их причины и способы устранения

Бывают ситуации, когда циркуляционный насос для отопления не работает. Многие из неполадок можно устранить самостоятельно. Узнать неисправности можно по ряду отличительных для них характеристик.

p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

Циркуляционный насос гудит, но крыльчатка не вращается

Пользователи часто задаются вопросом: почему гудит циркуляционный насос отопления и что делать в этой ситуации? Зачастую, шум насоса и при этом полная неподвижность крыльчатки возникают из-за окисления вала приводного двигателя.

p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

Такая ситуация может случиться из-за того, что гидромашина на протяжении длительного времени не функционировала. Для того, чтобы отремонтировать насос своими руками, нужно выполнить последовательность действий:

p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

изначально вы должны отключить электрическое питание;
затем необходимо слить из насоса и прилегающего к нему трубопровода всю жидкость;
после этого надо открутить винты и произвести демонтаж приводного двигателя совместно с ротором;
и последнее, что вы должны сделать — это сдвинуть насос с мертвой точки, для этого вам необходимо упереться рукой или отверткой в рабочую насечку ротора .

Составные части насоса циркуляции

Насос будет издавать шум, но не функционировать и в том случае, если внутрь конструкции попадет какой-то посторонний предмет, который будет препятствием для вращения колеса. Здесь нужно осуществить проверку циркуляционного насоса отопления, найти лишнюю деталь и прибегнуть к ремонту циркуляционной помпы:

p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

изначально отключается электропитание;
далее производится слив воды из насоса и трубопровода,
после чего нужно разобрать циркуляционный насос как показано на схеме на рисунке;
далее вам нужно убрать инородный предмет;
и на заключительном этапе — на входной патрубок устанавливается сетчатый фильтр.

Греется циркуляционный насос

Важно, чтобы температурный режим устройства был идентичен температурному режиму труб теплоносителя . Если он повысился, то значит были допущены недочеты в процессе монтажа или вы просто пользуетесь им неправильно. Причины, по которым может греться устройство, следующие:

p, blockquote 14,1,0,0,0 –>

Монтаж был произведен неверно . Выявить неполадку просто: если насос греется сразу после установки, то причина явно кроется в этом.
Засорение системы. При длительной эксплуатации в трубах скапливаются различные отложения и образуется ржавчина, что затрудняет прохождение жидкости. Следовательно, насос перегружается для того, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию теплоносителя. При этом происходит перегревание двигателя, однако решить проблему может внеплановое техническое обслуживание.
Инородный предмет. Когда в коммуникациях от труб и радиаторов находится слишком много шлака , начинают отслаиваться кусочки ржавчины или налета. Их попадание в устройство заклинивает электрический двигатель. Если вовремя не разобрать и не почистить прибор, то возникнет высокая вероятность поломки катушки электродвигателя и вы столкнетесь с проблемой, что циркуляционный насос для отопления вовсе не будет включаться.
Подшипникам недостаточно смазки. Когда не хватает смазывающего материала, то подшипники очень быстро начинают стираться, что негативно сказывается на сроке эксплуатации устройства в целом.
Невысокое напряжение в сети. При напряжении ниже 220 В, электродвигатель очень быстро перегревается, что влечет за собой выход из строя.

p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

Включенный насос не гудит и не работает

Если включенный насос не издает никаких шумов, но и не функционирует, то возможны какие-то неполадки с электрическим питанием. Важно знать, как проверить циркуляционный насос отопления в этом случае.

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

Для этого не обязательно прибегать к разборке агрегата. Вам необходимо взять тестер и проверить уровень и наличие напряжения на клеммах прибора. Чаще всего для решения этой проблемы достаточно всего лишь произвести правильное подключение помпы к электропитанию.

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

Если в конструкции циркуляционной помпы присутствует плавкий предохранитель, то он мог попросту перегореть в процессе передачи напряжения в электрические сети.

p, blockquote 18,0,0,0,0 –>

Для того, чтобы привести насос в действие, нужно произвести замену перегоревшего предохранителя.

p, blockquote 19,0,0,0,0 –>

Схема электропитания насоса циркуляции

Как отремонтировать циркуляционный насос отопления, если он отключается сам по себе

Если вы столкнулись с ситуацией, когда на внутренних стенках прибора появился слой известковых отложений и функционирующий насос периодически отключается, то вам необходимо срочно решить эту проблему.

p, blockquote 20,0,0,0,0 –>

Вам нужно разобрать устройство и очистить все его внутренние детали. Выполнять процедуру надо как можно скорее. Опоздание чревато окончательным выходом из строя циркуляционного насоса.

p, blockquote 21,0,0,1,0 –>

Почему шумит циркуляционный насос отопления

Выпуск воздуха из насоса циркуляции

Зачастую сильный шум появляется из-за слишком большого количества воздуха в трубопроводе. Для того, чтобы решить проблему, вам нужно знать как спустить воздух с циркуляционного насоса отопления.

p, blockquote 22,0,0,0,0 –>

Чтобы решить эту проблему раз и навсегда, вы можете установить в верхнем участке контура системы отопления специальный узел, который будет самостоятельно производить выпуск воздуха из трубопровода.

p, blockquote 23,0,0,0,0 –>

Стук в циркуляционном насосе отопления или сильная вибрация

Здесь скорее всего проблема заключается в износе подшипника. Все, что вам нужно сделать — это произвести замену этой детали.

p, blockquote 24,0,0,0,0 –>

Подшипник циркуляционного насоса

Как разобрать циркуляционный насос отопления своими руками

Чтобы отремонтировать циркуляционный насос, необходимо произвести его демонтаж и качественную разборку.

p, blockquote 25,0,0,0,0 –>

Изначально устройство нужно отключить от электрической сети. Для отсоединения кабеля от клеммной коробки необходимо снять корпус с блока питания прибора. Затем нужно осуществить перекрытие подачи воды посредством боковых вентилей и слить остаток в системе. Далее насос нужно открутить отверткой-шестигранником.

p, blockquote 26,0,0,0,0 –>

Вы можете столкнуться с проблемой, когда болты прикипели. Их нужно смочить жидкостью WD-40 и через 20-30 минут попробовать открутить вновь.

После того, как будет выполнен демонтаж, необходимо снять крышку устройства. Под ней располагается ротор с колесом и лопастями. Вам нужно снять ротор, который обычно зафиксирован при помощи болтов. Так вы получите свободный доступ к внутренним деталям насоса. Затем следует тщательно осмотреть устройство и устранить неполадки.

p, blockquote 28,0,0,0,0 –> p, blockquote 29,0,0,0,1 –>

Подводя итог всего вышеописанного, стоит еще раз отметить, что циркуляционный насос — это очень важный элемент отопительной системы, на которого возложены серьезные функции. Именно поэтому очень важно контролировать его работу и проводить регулярное обслуживание. В случае возникновения сбоев в работе и неполадок, нужно сразу принимать необходимые меры, иначе можно запустить и ваш агрегат просто выйдет из строя.

Самостоятельный ремонт циркуляционного насоса для отопления

Эффективное функционирование отопительной системы в коттедже или на даче невозможно без циркуляционного насоса. Его бесперебойная работа является гарантией того, что в холодное время года жильцам будет комфортно в помещении.

Циркуляционный насос в системе отопления

Циркуляционный насос для отопления считается надежным оборудованием, которое неприхотливо в обслуживании. Соблюдая правила эксплуатации и своевременно выполняя профилактику, можно свести к минимуму вероятность неполадок. Если неисправности и возникнут, то большинство из них не представляют проблемы даже для мастера с небольшим опытом. Выполнить ремонт циркуляционного насоса отопления своими руками несложно, достаточно иметь общие знания об устройстве подобного оборудования.

Роторы «сухого» и «мокрого» типа

Агрегаты, у которых ротор в процессе работы не соприкасается с жидкостью, принято называть «сухими». Они способны переносить высокие нагрузки. Главная проблема моделей с такой конструкцией в том, что у них быстро приходят в негодность уплотнительные кольца. Эти детали хоть и рассчитаны на эксплуатацию в течение 3 лет, но довольно часто выходят из строя задолго до указанного времени.

Причиной быстрого разрушения обычно являются примеси, которые всегда в том или ином количестве имеются в теплоносителе. Негативное влияние могут оказывать и частицы, которые содержатся в воздухе вокруг котла.

Если герметичность прибора нарушается, то это неизбежно приводит к короткому замыканию. Электрические элементы выходят из строя, а выполнить ремонт циркуляционного насоса своими руками при таких поломках уже чрезвычайно сложно, если вообще возможно.

Агрегаты с «мокрым» типом ротора, например, такие, как насосы немецкой марки Вило, гораздо чаще используются для бытовых целей. Они сконструированы с использованием модульного принципа, а потому надежнее, проще в обслуживании и ремонтабельнее.

Важно! Если внимательно следить за тем, чтобы работающий прибор не функционировал «на сухую», то оборудование долго не выйдет из строя.

Модели насосов с «мокрым» ротором

Обратите внимание! Покупая циркуляционную помпу, необходимо уточнить, подлежит ли она ремонту, и поставляет ли производитель запчасти для этой марки оборудования.

Циркуляционный насос отопления: устройство

Хозяева частных домов обычно отдают предпочтение экономичным насосам небольшой мощности с ротором «мокрого» типа.

Принцип действия этого агрегата прост: крыльчатка, жестко закрепленная на валу электродвигателя, вращается и затягивает теплоноситель, поступающий из входного патрубка. Затем под давлением выталкивает его в нагнетательный патрубок, обеспечивая таким образом циркуляцию.

Если мы разбираем насос своими руками, то должны хорошо представлять его устройство.

Схема устройства циркуляционного насоса с «мокрым» ротором

Важно! Необходимо учитывать, что в моделях «сухого» типа ротор и приводной двигатель выделяются в отдельный блок, а вращение передается на крыльчатку при помощи муфты.

Как разобрать циркуляционный насос

Разборка циркуляционного насоса выполняется только после того, как прибор отключен от сети. Краны, смонтированные на входе и выходе, перекрывают для того, чтобы вода не поступала в прибор. В некоторых случаях его снимают с трубопровода, перекрыв байпас и подключив резервную помпу. Отопительная система продолжает функционировать в штатном режиме, а мастер может без спешки разобраться с поломкой.

Как разобрать водяной насос, посмотрим на примере ремонта циркуляционного насоса Wilo.

Для начала снимают крышку клеммной коробки. Для этого раскручивают винт, на котором она крепится.

Осматривают содержимое коробки. Как проверить, исправны ли пусковые конденсаторы? Их прозванивают при помощи тестера.

Работоспособность пусковых конденсаторов проверяют при помощи тестера

На следующем этапе снимают «улитку». Откручивают два винта, расположенные по диагонали и отделяют элемент от электрической части насоса (ротора и статора).

Внутреннюю поверхность демонтируемого прибора осматривают на наличие отложений, которые образуются из-за низкого качества воды. Картридж ротора подцепляют отверткой и вытаскивают из корпуса.

Разборка насоса завершена, доступ ко всем деталям, располагающимся внутри помпы, обеспечен. Теперь части устройства можно внимательно осмотреть и почистить. Модульная конструкция позволяет свести ремонт к замене вышедшего из строя узла.

Причины неисправностей циркуляционных насосов

Причин, по которым может не работать циркуляционный насос, множество. Например, присутствие в теплоносителе большого количества взвеси может привести к неисправностям циркуляционных насосов. Мелкие частицы осаждаются на поверхность ротора, уменьшая расстояние между ним и стаканом. Из-за этого происходит заклинивание, ведущее к перегреву и короткому замыканию обмоток.

Износ агрегата, эксплуатация в недопустимом режиме и ряд других факторов приводят к тому, что понадобится замена какого-то узла оборудования.

В случаях типовых поломок выполнить ремонт насоса отопления своими руками несложно. Определить такие неполадки можно, зная их характерные признаки. Для этого даже не всегда нужна разборка насоса.

Часто встречающиеся неполадки

По какой причине может не работать циркуляционный насос? Владельцы электронасосов отопления чаще всего сталкиваются со следующими проблемами:

не крутится вал;
прибор слишком сильно вибрирует;
работа насоса сопровождается нехарактерными звуками или чрезмерным шумом;
оборудование нагревается;
напор теплоносителя ниже нормативного значения;
агрегат внезапно отключается.

Разберем подробнее каждую из указанных ситуаций.

Блокировка вала определяется по таким признакам: после включения насос гудит, но крыльчатка остается неподвижной. Обычно это происходит после долгого простоя оборудования из-за окисления поверхности вала.

Внутренняя поверхность корпуса циркуляционного насоса

Вибрация прибора в большинстве случаев вызвана тем, что износился подшипник, обеспечивающий вращение лопастей крыльчатки. Шум может вызывать забившийся фильтр. Нехарактерные для работы насоса звуки также являются признаком того, что в системе имеется воздух.

Несоответствие давления теплоносителя нормативному значению может быть вызвано рядом факторов: нарушением инструкции при подключении трехфазного прибора; забитым фильтром на всасывающей магистрали; повышенной вязкостью теплоносителя.

Нагрев происходит в тех случаях, когда насос функционирует в несвойственном ему режиме со значительным превышением допустимой нагрузки.

Насос в системе отопления отключается спустя какое-то время после начала работы из-за накипи и налета, которые скапливаются на внутренней поверхности статора. Неправильно подсоединенные провода и окислившиеся контакты предохранителя также могут стать причиной сбоя в работе.

Способы устранения неполадок

Возможность не обращаться для ремонта циркуляционного насоса в мастерскую позволит сэкономить деньги и время. Но только при условии, если хозяин прибора способен сам определить причину поломки и знает, как разобрать насос и поменять неисправную деталь.

Наши рекомендации рассчитаны на устранение простых проблем. Попытки отремонтировать насос своими руками при серьезной поломке, требующей квалифицированного вмешательства, могут окончательно вывести оборудование из строя.

Внимание! Двигатель может быть демонтирован только после отключения электропитания и слива воды из агрегата.

Заблокирован вал

Выполняют демонтаж двигателя и осматривают поверхность вала. Если она окислилась, то вал следует провернуть, упершись отверткой в специальную насечку ротора.

Вибрирует корпус

Для прекращения сильной вибрации меняют подшипники. Изношенную деталь удаляют, на посадочное место при помощи деревянного молотка аккуратно вбивают новый подшипник. Размер запчасти можно уточнить в технической документации, прилагающейся к прибору.

Шумит насос

Металлическую сеточку, смонтированную на входе в насос, вытаскивают и тщательно промывают под проточной водой. Затем, не включая прибор, открывают краны. На корпусе находят гайку, предназначенную для отвода воздуха, и откручивают ее. После того, как излишки воздуха стравлены, и пошла вода, гайку закручивают.

Внимание! Для бесперебойной работы системы необходимо, чтобы воздух вовремя удалялся на каждом участке. Рекомендуется смонтировать воздухоотводы, которые будут выполнять эту задачу автоматически.

Сброс воздуха из циркуляционного насоса

Слабый напор

В трехфазном насосе проверяют в первую очередь, правильно ли подключены фазы. Если вращение лопастей выполняется в нужном направлении, то обращают внимание на чистоту фильтра. Забитый фильтр вытаскивают и промывают.

Нагрев корпуса насоса

Проблема устраняется, если соблюдать правила эксплуатации прибора и не превышать указанную в документации предельную нагрузку.

Отключение агрегата после запуска

Известковые отложения, затрудняющие движение вала, удаляют. Если поверхность чистая, то проверяют, правильно ли подключены фазные провода. Окислившиеся контакты зачищают.

Профилактика поломок циркуляционного насоса

Оборудование необходимо заранее готовить к интенсивной эксплуатации в холодное время года. Экстренный ремонт циркуляционного насоса для отопления способен причинить много неудобств и привести к незапланированным расходам. Профилактика в какой-то мере является гарантией того, что система не даст сбоя в самый неподходящий момент.

Насос в системе отопления обеспечивает циркуляцию теплоносителя

Рачительные хозяева до начала холодов выполняют следующие мероприятия:

проверяют, правильно ли установлен прибор;
обновляют смазку на патрубках и прокладках насоса;
чистят фильтр всасывающего патрубка;
проверяют, насколько герметичны соединительные узлы;
при помощи тестера оценивают, правильно ли подключен прибор к электросети.

Также необходимо провести пробный запуск, чтобы убедиться в исправности оборудования.

Хозяевам дома с автономным отоплением необходимы базовые знания об устройстве и принципе действия циркуляционных насосов. Нельзя оставлять без внимания любые признаки того, что прибор работает в нештатном режиме. Ведь поломки в большей части случаев вызваны неправильной эксплуатацией. Чтобы насос функционировал без сбоев, достаточно регулярно следить за системой весь отопительный сезон и выполнять необходимые профилактические работы.

Видео

Циркуляционный насос для отопления ремонт своими руками

Ремонт циркуляционного насоса отопления – как восстановить его работоспособность?
Ремонт циркуляционного насоса отопления своими руками
1. Правильная эксплуатация
Ремонт циркуляционного насоса своими руками: методика диагностики и устранения неисправностей
1. Как проводить регулярное техническое обслуживание насосов?
2. Как можно устранить типичные неисправности циркуляционных?
3. Как подготовить циркуляционные насосы к зимнему отопительному сезону?
Ремонт циркуляционного насоса для отопления своими руками: основные неисправности и их устранение
1. Устройство, виды и принцип действия циркуляционных насосов
2. Правила эксплуатации и технического обслуживания
3. Наиболее типичные неисправности и их устранение
4. Как подготовить циркуляционный насос к отопительному сезону
5. Рекомендации по разборке циркуляционного насоса
Насос циркуляционный для отопления: ремонт своими руками
1. Устройство насоса
2. Причины поломок электронасосов
3. Ремонтные работы своими руками
4. Заключение

Ремонт циркуляционного насоса отопления – как восстановить его работоспособность?

Ремонт циркуляционного насоса отопления своими руками – это достаточно сложная задача. Чтобы правильно выполнить его, необходимо разобраться с конструкцией и особенностями такого оборудования.

Насосные циркуляционные приспособления, нередко называемые помпами, пользуются популярностью среди собственников дач, частных домостроений, квартир с автономным отоплением, загородных коттеджей. Выбор подобных аппаратов в наши дни довольно большой. Циркуляционные насосы отличаются друг от друга техническими характеристиками. При этом их общая конструкция остается неизменной.

Устройство циркуляционного насоса таково: прибор располагает корпусом, который изготавливается из углеродистой стали, нержавейки либо прочных сплавов на основе алюминия. По горизонтали насос делается вытянутым. В корпусе устанавливается электродвигатель с ротором. Мощность мотора достаточно высокая. Она варьируется в зависимости от модели оборудования. На роторе монтируется рабочее колесо из сверхпрочных полимерных составов или стали. Его оснащают специальными лопастями. Они изгибаются в направлении, противоположном вращению колеса.

В корпусе насоса устанавливается электродвигатель с ротором

В некоторых случаях узлы насосного оборудования заключаются не в один корпус, а в несколько отдельных блоков. Такие помпы для двух- и однотрубных систем отопления называют консольными. Насосы бывают двух типов – мокрого и сухого. Первые из указанных аппаратов выполняются в виде моноблока. Они имеют доступную стоимость, работают почти бесшумно. Сухие помпы в большинстве случаев изготавливаются консольными. Электрический мотор в них устанавливается в отдельный блок. Ротор двигателя получает вращение через специальную муфту. Сухие насосы конструктивно более сложные за счет наличия в них приводного механизма.

Принцип работы описываемых устройств:

После запуска электромотор начинает вращать крыльчатку на роторе.
Жидкость поступает в центральную часть помпового устройства.
Лопасти на крыльчатке отбрасывают к внешней стороне корпуса используемый теплоноситель (масло, воду).
На жидкость начинает действовать центробежная сила. За счет этого теплоноситель попадает в выходной патрубок.

После всех этих операций в камере наблюдается падение давления, благодаря чему помпа получает очередную порцию нагнетаемой жидкости. Тем самым обеспечивается непрерывность функционирования помпы.

Ремонт циркуляционных помп требует их демонтажа и (как правило) разборки. Снять насос несложно. Потребуется обесточить устройство, перекрыть обходную отопительную трубу – байпас, если таковой монтировался, а затем аккуратно отвинтить все фиксирующие помпу запорные вентили. После этого можете смело демонтировать насос.

С разборкой приспособления придется повозиться подольше. Но и эта операция вполне осуществима. Запаситесь заранее шестигранником, крестовой отверткой, жидким ключом – специальным аэрозольным составом, который наносится на прикипевшие в процессе эксплуатации крепежные элементы и позволяет без затруднений выкрутить последние. Если помпа не разбиралась очень давно, применение указанного аэрозоля является обязательным. Как разобрать циркуляционный насос?

Руководствуйтесь следующей инструкцией:

1. Откручиваете болты, которые фиксируют крышку механизма. Не забывайте об использовании жидкого ключа!
2. Демонтируете крышку. Под ней располагается ротор. Его крепление чаще всего выполняется болтами. Реже используются специальные фиксаторы.
3. Выкручиваете болты (освобождаете фиксирующие элементы).

Разборка насоса завершена. Под ротором расположены все узлы и отдельные детали циркуляционного устройства. Разбирать насос до болтиков не нужно. Сначала следует определиться, какой его элемент вышел из строя, и только после этого снимать конкретную деталь, которая нуждается в замене либо ремонте. Если требуется замена всего насоса, достаточно просто демонтировать его. Полностью разбирать механизм не нужно. Снимаете вышедшее из строя оборудование. Устанавливаете на его место новое.

Насосы разных производителей, как было указано, имеют одну и ту же конструкцию. Поэтому и неисправности у них, как правило, одинаковые. Многие пользователи сталкиваются с тем, что циркуляционное устройство при запуске начинает гудеть, но вращения ротора не происходит. Подобная проблема возникает из-за:

Неправильного подключения электрической проводки либо отсутствия на клеммах помпы питания. Проблема решается проверкой наличия электропитания тестером и переподключением (правильным!) кабелей.
Окисления вала двигателя. Это явление чаще всего отмечается в случаях, когда насос не использовался продолжительное (несколько лет) время. Ремонт своими руками в такой ситуации будет следующим – отключим питание, сольем воду из трубопровода и самой помпы, разберем электродвигатель (снимем крышку и ротор). Теперь главное. Нужно взять отвертку и провернуть ротор до упора в рабочую насечку. Операцию допускается выполнять и рукой, если механизм крутится без затруднений.
Попадания в механизм посторонних предметов. Вам нужно произвести разборку крышки и ротора. Убрать инородное тело. После этого обязательно произведите замену сетчатого фильтра. Как правило, посторонний предмет выводит его из строя.

Циркуляционное устройство в системе отопления

Если помпа запускается в обычном режиме, а затем останавливается, вероятнее всего, ее неправильно подключили к клеммам. Проверьте. При необходимости выполните грамотное подключение. Другая причина описываемой поломки – появление накипи между вращающимися узлами механизма. Следует разобрать агрегат, удалить имеющийся налет извести, смазать маслом стыки всех деталей. Иногда насос останавливается из-за неплотного прилегания предохранителя. Нужно демонтировать этот элемент и зачистить крепящие его зажимы.

Неисправность предохранителя зачастую является причиной того, что насосное оборудование не включается.

Проверьте зажимы, замерьте мультиметром величину напряжения на клеммах. Если предохранитель вышел из строя, замените его. Подобные ситуации встречаются нередко из-за скачков напряжения в электросети. Если вы не хотите постоянно ставить новый предохранитель, подключите к оборудованию стабилизатор. Он надежно защитит систему от перепадов напряжения.

Насос может издавать при запуске сильный шум. Это сигнализирует о попадании в замкнутый контур циркуляционной системы воздуха. Предупреждают подобное явление посредством монтажа спец. узла в трубопроводе. Такой небольшой элемент исключает вероятность образования воздушных пробок в системе. Если специальный узел не был установлен, придется выполнять продувку трубопровода. Сильный шум, а также ощутимая вибрация иногда возникают и из-за износа подшипника, который ставится на колесо с крыльчаткой. Разбираете корпус агрегата, анализируете состояние подшипника, меняете его на новый в случае необходимости.

Ремонт циркуляционного насоса

Когда помпа не обеспечивает требуемого напора теплоносителя, причина кроется в неправильном (в обратную сторону) вращении рабочего колеса. Эта проблема встречается только при подключении насосного оборудования к 380-вольтной электросети. Решение – подсоединение провода к нужной фазе. Также напор снижается при увеличении показателя вязкости теплоносителя. В подобных ситуациях колесо сталкивается с высоким сопротивлением и не может выполнить свои функции. Нужно будет достать сетчатый фильтр из насоса, прочистить его либо заменить.

Как видим, циркуляционный насос отремонтировать своими руками вполне реально. Конечно, если речь идет о распространенных поломках. В остальных случаях лучше доверить восстановление работоспособности помпы специалистам сервисных центров.

Правильное обращение с насосным оборудованием и регулярное проведение его техобслуживания исключает необходимость ремонтных работ на долгие годы. При эксплуатации помпы учитывайте следующее:

Не запускайте насос, если трубопровод не заполнен теплоносителем.
Включайте циркуляционное оборудование хотя бы раз в месяц на 15–20 минут. Длительный простой насоса гарантированно приведет к появлению неисправностей его отдельных узлов и механизмов.
Следите за рекомендованным производителем объемом перекачиваемой жидкости. Если устройство рассчитано на 100 л теплоносителя в час, запрещено перекачивать через него большее количество воды.
Перед началом отопительного сезона проверяйте систему на герметичность, правильность подключения циркуляционного агрегата к электросети. Проводите пробные запуски насоса, чтобы удостовериться в отсутствии вибрации и посторонних шумов.

Большое значение для стабильной работы циркуляционного насоса имеет и его регулярное техобслуживание. Эту процедуру можно выполнить самостоятельно. Нужно удостовериться в надежной фиксации проводов, ведущих к клеммам, отсутствии течей в агрегате, наличии заземления между клеммой и корпусом помпы. Также нужно раз в 1–3 месяца смазывать резьбовые фланцы и подтягивать все болты насоса. Не забывайте об описанных профилактических мероприятиях, и тогда циркуляционный агрегат будет служить вам без аварий десятилетиями.

Нюансы диагностики и ремонта циркуляционного насоса

Владельцы автономного отопления знают, что для нормальной циркуляции теплоносителя необходим насос циркуляционный.

Частные дома, в основном, находятся далеко от сервисных центров или мастерских, поэтому стоит освоить ремонт циркуляционного насоса своими руками.

1 Регулярное техническое обслуживание

Помпа, как и другая техника, нуждается в техническом обслуживании. Для профилактики поломок необходимо следовать таким рекомендациям:

Летом, когда устройство не работает, его надо включать хотя бы раз в месяц на 15 минут. Но при этом прибор не должен работать всухую: если трубы на данный момент пусты, просто перекачивают воду из одной емкости в другую, подсоединив к ним агрегат шлангами. Эта процедура предотвратит окисление поверхности вала и продлит работу подшипника.
В отопительный сезон время от времени надо обращать внимание на работу устройства. Не начал ли агрегат шуметь, вибрировать или появились другие признаки неисправности? Не слишком греется циркуляционный насос? Ведь раннюю стадию неисправности гораздо легче устранить, чем запущенную.
Если в системе отопления перед помпой стоит фильтр грубой очистки, то его периодически проверяют на наличие ржавчины или других загрязнений.
Не стоит забывать о смазке и проверять ее достаточное наличие в предусмотренных местах.

Общее устройство циркуляционного насоса

2 Какие типичные неисправности у циркуляционных насосов?

Соблюдение всех правил эксплуатации устройстване гарантирует бесперебойную работу агрегата. Могут возникнуть поломки, которые не зависят от действий человека: забился фильтр, перепады напряжения и т.д.

Если двигатель не включается, но при этом насос не создает гудение и другие странные звуки, стоит проверить предохранитель. Он остро реагирует на скачки в электросети и при угрозе двигателю плавится, тем самым размыкая электрическую цепь. В этом случае предстоит замена предохранителя, после которой устройство вернется к нормальной работе.

Если поломка заключалась не в предохранителе, следует проверить сетевой провод, автоматический выключатель в распределительной коробке и электрическую проводку. Возможно, участок провода или выключатель требуют замены.

Проверив проводку, стоит перейти к обмотке электромотора. Ее исправность проверяется измерением сопротивления. На мультиметре должны быть показания 10-15 Ом. Некоторые агрегаты оборудованы пусковой обмоткой, сопротивление которой составляет 35-40 Ом.

Если на мультиметре отобразилась «бесконечность», значит, обмотка вышла из строя. А при показаниях ближе к нулю – случилось межвитковое замыкание. В этом случае включение устройства сопровождается срабатыванием предохранителей в щитке.

Тестирование циркуляционного насоса

Современные устройства имеют низкий уровень шума, поэтому часто владелец такого агрегата не может понять – работает он или нет? Для диагностики прибора пользуются индикатором тестером вращения вала циркуляционного насоса, который без электросети покажет — исправно ли устройство. Для этого надо поднести свой индикатор к валу двигателя и шкала покажет, вращается вал или не работает вообще.

Когда гудит циркуляционный насос, но не вращается вал с рабочим колесом, стоит сразу же отключить агрегат, ведь может сгореть обмотка двигателя. Причин такой неисправности несколько:

Вал не работает из-за простоя в летнее время. По такой же причине к корпусу прилипает крыльчатка. При этом надо разбирать устройство и вручную повертать вал. Производители учли такой момент, поэтому на валу сделана насечка для отвертки.
Рабочее колесо не крутится из-за постороннего предмета в камере. После его извлечения работа системы возобновится.

Если устройство при работе непривычно шумит, это может быть скопившийся в системе воздух. Для удаления рекомендуют установить на отопительный контур автоматический воздухоотводчик. Но если его нет, то воздух стравливают вручную.
к меню ↑

2.1 Почему греется циркуляционный агрегат?

Температура устройства должна совпадать с температурой труб теплоносителя. Если она поднялась выше, значит, были допущены ошибки при установке, или имеет место неправильная эксплуатация. Циркуляционный агрегат может греться по следующим причинам:

Устройство циркуляционного насоса нового поколения

изначально неправильная установка. Определить неполадку не сложно: греется насос на начальном этапе сразу после монтажа.
засор в системе. При длительной работе в трубах собираются отложения и ржавчина, что приводит к уменьшению прохода для воды. Устройство перегружается, чтобы обеспечивалась нормальная циркуляция теплоносителя. При этом двигатель перегревается, но,справится с поломкой может внеплановое техническое обслуживание.
постороннее тело. При зашлакованых коммуникациях от труб и радиаторов откалываются куски ржавчины или налета, которые, при попадании в устройство, заклинивают электрический двигатель. Если вовремя не осуществлена разборка и чистка прибора, вполне могут выйти из строя катушки электродвигателя и устройство просто престанет включаться.
нехватка смазки для подшипников. При недостаточном количестве смазывающего материала, подшипники плохо смазываются и быстро стираются, что ведет за собой сокращение службы агрегата в целом. Если в результате заклинил двигатель, насос демонтируется и сдается в сервисный центр.
маленькое напряжение в сети. При напряжении ниже 220 В электродвигатель перегревается и быстро выходит из строя. В первые минуты перегрева стоит проверить напряжение в сети вольтметром, ведь проблема может быть не в насосе.

2.2 Устройство работает, но не качает теплоноситель

Одна из неполадок, которая случается с отопительными агрегатами, это работа насоса без перекачивания воды. Существует четыре причины такого состояния:

попадание воздуха или вытекание воды, что устраняется ремонтом дыр и трещин в трубах;
неправильная регулировка системы отопления. Неисправность решается проверкой верного положения кранов (в первую очередь до насоса);
нет воды. Отремонтировать такую неисправность стоит подводом воды к устройству.
Блокировка или заедание клапана. Для устранения следует починить или заменить клапан.

3 Как разобрать циркуляционный насос?

Для осуществления ремонта циркуляционного насоса необходим его демонтаж и разборка. Демонтируют устройство по следующей схеме:

Разборка циркуляционного насоса

Агрегат отключают от питания. Для того, чтобы отсоединить кабель от клеммной коробки, надо снять корпус с блока питания устройства.
Перекрывают подачу жидкости боковыми вентилями и сливают остаток в системе.
Прибор откручивают отверткой-шестигранником, но вдруг болты прикипели, их смачивают специальной жидкостью WDи через 20-30 минут пробуют открутить снова.

После демонтажа снимается крышка агрегата. Под ней находится ротор с колесом и лопастями. В основном, ротор закреплен фиксаторами или болтами. После его снятия открывается доступ к внутренней части прибора. Внимательно осмотрев насос, обнаруживаются неполадки и устраняются.
к меню ↑

3.1 Ремонт насоса отопления Unipump в реальном времени (видео)

3.2 Замена ремкомплекта

Замена ремкомплекта циркуляционного аппарата включает в себя:

разборку насосной части устройства;
замену комплектующих;
проверку работы двигателя;
сборку устройства;
диагностику работы оборудования.

Некоторые производители предлагают готовый ремкомплект для насосного оборудования. К примеру, ремкомплект циркуляционного насоса u4814с производительностью 5200 л/ч, напряжением 12/24 В и диаметром патрубков 38 мм. Покупка такого комплекта уменьшит трату времени и денежных средств.

Схема удаления воздуха

Проводить ремонт циркуляционного устройства своими руками стоит только после истечения гарантийного срока или при невозможности вызвать специалиста по ремонту. Некоторые узлы насосов тяжело найти в свободной продаже, что объясняется торговой политикой фирм-производителей.

Поэтому в ряде случаев экономней будет купить новый прибор, а не ремонтировать сломавшийся.

Биполярный транзистор

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 9 сентября 2015 · Обновлено 29 августа 2018

Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Так что, если вам интересно что такое транзистор, его принцип работы и вообще с чем его едят, то берем стул по удобнее и подходим поближе.

Продолжим, и у нас тут есть содержание, будет удобнее ориентироваться в статье 🙂

Виды транзисторов

Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Конечно можно было рассмотреть все виды транзисторов в одной статье, но мне не хочется варить кашу у вас в голове. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Не будем все мешать в одну кучу а уделим внимание каждому, индивидуально.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.

Триоды за редким исключением применяют в аппаратуре для меломанов.

Биполярные транзисторы выглядеть могут так.

Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие, выглядит как-то так.

Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).

Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.

Отличие n-p-n транзистора от p-n-p транзистора состоит лишь в том что является «переносчиком» электрического заряда (электроны или «дырки» ). Т.е. для p-n-p транзистора электроны перемещаются от эмиттера к коллектору и управляются базой. Для n-p-n транзистора электроны идут уже от коллектора к эмиттеру и управляются базой. В итоге приходим к тому, что для того чтобы в схеме заменить транзистор одного типа проводимости на другой достаточно изменить полярность приложенного напряжения. Или тупо поменять полярность источника питания.

У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.

Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто прозвонить транзистор мультиметром. Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).

Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа, при прозвонке создается ощущение (посредством показаний мультиметра ), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора n-p-n типа диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.

Принцип работы биполярного транзистора

А сейчас мы попробуем разобраться как работает транзистор. Я не буду вдаваться в подробности внутреннего устройства транзисторов так как эта информация только запутывает. Лучше взгляните на этот рисунок.

Это изображение лучше всего объясняет принцип работы транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h21Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.

Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.

Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги П. Хоровица У.Хилла «Искусство схемотехники»).

Коллектор имеет более положительный потенциал , чем эмиттер
Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.

Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

-коэффициент усиления по току.

Его также обозначают как

Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:

Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате ток базы отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.

Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.

Транзистор в ключевом режиме

Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.

Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.

На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.

Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи. Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.

В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.

Главное чтобы эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).

Чтож, теперь давайте попробуем рассчитать значение базового резистора.

На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.

Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.

Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.

Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.

В результате мы вполне можем найти сопротивление резистора

Осталось выбрать из ряда резисторов конкретное значение и дело в шляпе.

Теперь вы наверное думаете, что транзисторный ключ будет работать так как нужно? Что когда базовый резистор подключается к +5 В лампочка загорается, когда отключается -лампочка гаснет? Ответ может быть да а может и нет.

Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс.

Лампочка в том случае погаснет, когда потенциал резистора будет равен потенциалу земли. Если же резистор просто отключен от источника напряжения, то здесь не все так однозначно. Напряжение на базовом резисторе может возникнуть чудесным образом в результате наводок или еще какой потусторонней нечисти 🙂

Чтобы такого эффекта не происходило делают следующее. Между базой и эмиттером подключают еще один резистор Rбэ. Этот резистор выбирают номиналом как минимум в 10 раз больше базового резистора Rб (В нашем случае мы взяли резистор 4,3кОм).

Когда база подключена к какому-либо напряжению, то транзистор работает как надо, резистор Rбэ ему не мешает. На этот резистор расходуется лишь малая часть базового тока.

В случае, когда напряжение к базе не приложено, происходит подтяжка базы к потенциалу земли, что избавляет нас от всяческих наводок.

Вот в принципе мы разобрались с работой транзистора в ключевом режиме, причем как вы могли убедиться ключевой режим работы это своего рода усиление сигнала по напряжению. Ведь мы с помощью малого напряжения в 5В управляли напряжением в 12 В.

Эмиттерный повторитель

Эмиттерный повторитель является частным случаем транзисторных схем с общим коллектором.

Отличительной чертой схемы с общим коллектором от схемы с общим эмиттером (вариант с транзисторным ключем) является то, что эта схема не усиливает сигнал по напряжению. Что вошло через базу, то и вышло через эмиттер, с тем же самым напряжением.

Действительно допустим приложили к базе мы 10 вольт, при этом мы знаем что на переходе база-эмиттер высаживается где-то 0,6-0,7В. Выходит что на выходе (на эмиттере, на нагрузке Rн) будет напряжение базы минус 0,6В.

Получилось 9,4В, одним словом почти сколько вошло столько и вышло. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.

«В чем же смысл тогда таком включении транзистора?»- спросите вы. А вот оказывается эта схема обладает другим очень важным свойством. Схема включения транзистора с общим коллектором усиливает сигнал по мощности. Мощность это произведение тока на напряжение, но так как напряжение не меняется то мощность увеличивается только за счет тока! Ток в нагрузке складывается из тока базы плюс ток коллектора. Но если сравнивать ток базы и ток коллектора то ток базы очень мал по сравнению с током коллектора. Получается ток нагрузки равен току коллектора. И в результате получилась вот такая формула.

Теперь я думаю понятно в чем суть схемы эмиттерного повторителя, только это еще не все.

Эмиттерный повторитель обладает еще одним очень ценным качеством — высоким входным сопротивлением. Это означает, что эта транзисторная схема почти не потребляет ток входного сигнала и не создает нагрузки для схемы -источника сигнала.

Для понимания принципа работы транзистора этих двух транзисторных схем будет вполне достаточно. А если вы еще поэкспериментируете с паяльником в руках то прозрение просто не заставит себя ждать, ведь теория теорией а практика и личный опыт ценнее в сотни раз!

Где транзисторы купить?

Как и все другие радиокомпоненты транзисторы можно купить в любом ближайшем магазине радиодеталей. Если вы живете где-нибудь на окраине и о подобных магазинах не слышали (как я раньше) то остается последний вариант — заказать транзисторы в интернет- магазине. Я сам частенько заказываю радиодетали через интернет-магазины ведь в обычном оффлайн магазине может чего-нибудь просто не оказаться.

Впрочем если вы собираете устройство чисто для себя то можно не париться а добыть из старой, отслужившей свое техники и так сказать вдохнуть в старый радиокомпонет новую жизнь.

Чтож друзья, а на этом у меня все. Все, что планировал я сегодня вам рассказал. Если остались какие-либо вопросы, то задавайте их в комментариях, если вопросов нет то все равно пишите комментарии, мне всегда важно ваше мнение. Кстати не забывайте, что каждый кто впервые оставит комментарий получит подарок.

Также обязательно подпишитесь на новые статьи, потому что дальше вас ждет много интересного и полезного.

Желаю вам удачи, успехов и солнечного настроения!

Биполярные транзисторы: принцип работы, характеристики и параметры

Биполярные транзисторы – электронные полупроводниковые приборы, отличающиеся от полевых способом переноса заряда. В полевых (однополярных) транзисторах, используемых в основном в цифровых устройствах, заряд переносится или дырками, или электронами. В биполярных же в процессе участвуют и электроны, и дырки. Биполярные транзисторы, как и другие типы транзисторов, в основном используются в качестве усилителей сигнала. Применяются в аналоговых устройствах.

Особенности устройства биполярного транзистора

Биполярный транзистор включает в себя три области:

эмиттер;
базу – очень тонкую, которая изготавливается из слаболегированного полупроводника, сопротивление этой области высокое;
коллектор – его область больше по размерам, чем область эмиттера.

К каждой области припаяны металлоконтакты, служащие для подсоединения прибора в электроцепь.

Электропроводность коллектора и эмиттера одинакова и противоположна электропроводности базы. В соответствии с видом проводимости областей, различают p-n-p или n-p-n приборы. Устройства являются несимметричными из-за разницы в площади контакта – между эмиттером и базой она значительно ниже, чем между базой и коллектором. Поэтому К и Э поменять местами путем смены полярности невозможно.

Принцип работы биполярного транзистора

Этот тип транзистора имеет два перехода:

электронно-дырочный между эмиттером и базой – эмиттерный;
между коллектором и базой – коллекторный.

Дистанция между переходами маленькая. Для высокочастотных деталей она составляет менее 10 мкм, для низкочастотных – до 50 мкм. Для активации прибора на него подают напряжение от стороннего ИП. Принцип действия биполярных транзисторов с p-n-p и n-p-n переходами одинаков. Переходы могут функционировать в прямом и обратном направлениях, что определяется полярностью подаваемого напряжения.

Режимы работы биполярных транзисторов

Режим отсечки

Переходы закрыты, прибор не работает. Этот режим получают при обратном подключении к внешним источникам. Через оба перехода протекают обратные малые коллекторные и эмиттерные токи. Часто считается, что прибор в этом режиме разрывает цепь.

Активный инверсный режим

Является промежуточным. Переход Б-К открыт, а эмиттер-база – закрыт. Ток базы в этом случае значительно меньше токов Э и К. Усиливающие характеристики биполярного транзистора в этом случае отсутствуют. Этот режим востребован мало.

Режим насыщения

Прибор полностью открыт. Оба перехода подключаются к источникам тока в прямом направлении. При этом снижается потенциальный барьер, ограничивающий проникновение носителей заряда. Через эмиттер и коллектор начинают проходить токи, которые называют «токами насыщения».

Схемы включения биполярных транзисторов

В зависимости от контакта, на который подается источник питания, различают 3 схемы включения приборов.

С общим эмиттером

Эта схема включения биполярных транзисторов обеспечивает наибольшее увеличение вольтамперных характеристик (ВАХ), поэтому является самой востребованной. Минус такого варианта – ухудшение усилительных свойств прибора при повышении частоты и температуры. Это означает, что для высокочастотных транзисторов рекомендуется подобрать другую схему.

С общей базой

Применяется для работы на высоких частотах. Уровень шумов снижен, усиление не очень велико. Каскады приборов, собранные по такой схеме, востребованы в антенных усилителях. Недостаток варианта – необходимость в двух источниках питания.

С общим коллектором

Для такого варианта характерна передача входного сигнала обратно на вход, что существенно уменьшает его уровень. Коэффициент усиления по току – высокий, по напряжению – небольшой, что является минусом этого способа. Схема приемлема для каскадов приборов в случаях, если источник входного сигнала обладает высоким входным сопротивлением.

Принцип работы транзистора биполярного — устройство и конструкция

Транзистор (полупроводниковый триод) — это радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала (обычно с тремя выводами), способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов.

Биполярные транзисторы являются более распространенным типом. К его базе подается небольшой ток, а он в свою очередь, управляет количеством тока, протекающего между коллектором и эмиттером. В данном обзоре будет подробно рассмотрены принцип работы и устройство такого транзистора. Детально разобравшись, как работает полупроводниковый триод, вы без труда разберетесь в терминологии и поймете всю суть процессов.

Устройство биполярного транзистора

Транзисторы — это довольно сложные устройства. Для лучшего понимания рассмотрим только наиболее простой тип радиоэлектронного компонента, с которыми радиолюбителям приходится сталкиваться чаще всего.

В устройство биполярного транзистора входит монокристалл, разделенный на три зоны, имеющие свой вывод:

	Б – база, очень тонкий внутренний слой.
	Э – эмиттер, предназначается для переноса заряженных частиц в базу.
	К – коллектор, составляющая, которая имеет тип проводимости, одинаковый с эмиттером, предназначена для сбора зарядов, поступивших с эмиттера.

Расшифруем все эти определения и более детально погрузимся в мир транзисторов, изготовленных из полупроводника кремния (Si):

Каждый атом кремния образует связи с четырьмя соседними атомами кремния. Кремний имеет 4 электрона в своей валентной оболочке. И каждый электрон становится общим с соседним атомом кремния. Рассмотренная связь называется ковалентной.

Чистый кремний характеризуется низкой электропроводностью. И чтобы кремний смог проводить электричество, электроны должны поглотить некоторое количество энергии и стать свободными электронами.

Метод легирования применяется для улучшения электропроводности полупроводников. Например вводится пяти валентный фосфор (P) или сурьма (Sb) — один электрон окажется свободным и сможет перемещаться в системе. Данный метод называется легирование донорной примесью или примесью n типа. Если ввести трех валентный бор (B), образуется свободное место (дырка), которое может занять электрон. Соседний электрон может занять дырку в любой момент. Такое движение электронов может быть представлено в виде движения дыр в противоположном направлении. Это называется легированием акцепторной примесью или примесью p типа.

Выполнив легирование кремниевой пластины данными способами получается транзистор, у которого имеются следующие типы проводимости:

n тип — носителями зарядов являются электроны.
p тип — носителями зарядов являются положительно заряженные дыры.

Транзисторы по типу проводимости раздаются на два типа: n-p-n и p-n-p:

Разобравшись с легированием кремниевой пластины и определившись с типами проводимости, можно переходить к рассмотрению принципа работы транзистора.

Принцип работы транзистора

Чтобы понять, как работает транзистор, нужно разобраться в том, что происходит с электронами его базового элемента (диода). Диод образуется если легировать одну часть кремния примесью p типа, а другую примесью n типа. На границе этих частей будет происходить следующее:

Многочисленные электроны n стороны будут стремиться занять дырки, находящиеся на p стороне. При этом граница p стороны будет иметь небольшой отрицательный заряд, в то время как с n стороны заряд будет положительным.
Электрическое поле, образующееся в результате этого процесса будет препятствовать дальнейшему естественному перемещению электронов.
Если к диоду подключить определенным образом внешний источник энергии, то электроны и дырки будут к нему притягиваться, и в данном случае протекание тока не возможно.
Однако если поменять стороны подключения источника энергии, ситуация изменится.
Предположим источник энергии имеет напряжение достаточное для того, чтобы преодолеть потенциальный барьер. Сразу можно заметить, что электроны будут отталкиваться отрицательным полюсом. Когда электроны пересекают потенциальный барьер, они теряют энергию и легко занимают дырки в p области. Но из-за притяжения к положительному полюсу эти электроны теперь могут перемещаться к соседним дыркам в p области и двигаться по внешнему контуру. Данное явление называется прямым смещением диода.

Зная вышеописанный принцип работы, можно легко понять как работает транзистор. Ведь фактически транзистор — это два зеркально соединенных диода с очень тонким и слаболегированным p слоем. Поэтому, как бы не был подключен источник питания, один диод будет всегда обратно смещенным и будет препятствовать прохождению тока. Это означает, что транзистор находится в закрытом состоянии. Посмотрим как это выглядит на схеме:

Подключим второй источник энергии (смотреть схему). Напряжение его должно быть достаточным, чтобы преодолеть потенциальный барьер. Получаем обычный диод с прямым смещением, и большое количество электронов будет перемещаться из n области. Некоторые электроны займут свободные дырки и перемещаясь по соседним свободным дыркам будут двигаться к базе. Но электронов, перемещающихся в p область гораздо больше. И оставшиеся электроны будут притягиваться к положительному полюсу первого источника энергии и станут перемещаться далее.

Схема подключения второго источника энергии:

Стоит обратить внимание на то, что p область транзистора очень узкая, и гарантирует отсутствие потока оставшихся электронов к положительному полюсу второго источника энергии. То есть слабый базовый ток усиливается к коллектору. Если увеличить базовый ток, то коллекторный ток увеличится пропорционально. Это простой пример усиления тока при помощи биполярного транзистора (β = Ic ⁄ Ib).

Материалы корпуса транзисторов

Транзисторы небольшой мощности изготавливают в прямоугольных корпусах из полимерных материалов или в металлических (цилиндрической формы). Можно найти десятки разных типов транзисторных корпусов совершенно отличных форм и размеров.

Сам полупроводник, основа транзистора, имеет размер песчинки или даже меньший. К нему практически невозможно подпаять провода, поэтому кристалл помещают в более просторный корпус из металла или пластика.

Рассмотрев принцип работы транзистора, можно отметить что несмотря на довольно простое устройство, данный полупроводниковый компонент играет важную роль в схемотехнике.