Главная Промышленная автоматика.

ill III

Щ-Hi lilt

П210Б

ГТ701.А

ГТ804В

ГТ804,4

ГТ804Б

КТ805,4

КТ805Б

2K4865•

24866*

12 12 15 15 15

100 100

- 100 015 50

190 100 140 180 135

40 55 190 100 14" 180 135

120 - -

0.4 0.35

45 50 15 15 15 30 30

И 10

20 20 20 20 20

* Данные заимствованы из журнала «Eleclronics World. 1967, № 2. Время переключения тока 70 а не ботее 4 иксш.

Выбор модулятора. Выбор модулятора, преобразующего непрерывный сигнал управления Uy в серию импульсов, определяющих импульсный режим работы переключающих элементов преобразователя,-одна из основных задач при П1)оектировании системы. Целесообразно рассмотреть два основных режима работы переключающих триодов (тиристоров): 1) с переменной частотой следования выходных импульсов преобразователей и постоянной длительностью импульса либо паузы (частотная модуляция) и 2) с постоянной частотой импульсов и переменной их длительностью (широтная модуляция). Для построения схем модуляторов используются мультивибраторы, блокинг-геиера-торы и триггеры.

/. Модулятор длительности импульсов переменной частоты

В системе с переменной частотой коймутации [27] управление силовыми триодами в выходной цепн должно выполняться таким образом, чтобы по мере уменьшения частоты коммутации среднее значение тока в нагрузке уменьшалось. Тогда импульсы, получае


Рис. 2.11. Принципиальная схема му.чьтивибратора.

В схеме магнитно-полупроводникового модулятора время управляющего импульса <„.,., получаемого с выхода ТрА, является величиной постоянной. Это объясняется тем, что в момент изменения знака питающего напряжения U начинается перемагничивание сердечника трансформатора ТрА. Индукция в нем изменяется по линейному закону от значения ± Bs до =F В,. Время перемагничнвания сердечника при неизменных параметрах схемы остается величиной постоянной:

2B,w,aS ил

где BWiaS - потокосцепление с обмоткой трансформатора;

и А - напряжение на первичной обмотке трансформатора.

Выбор переключающих элементов производится по номинальному току нагрузки и напряжению t/„ э. В табл. 2.1 приведены данные транзисторов, используемых в качестве \силитетеи мощности.

Таблица 2.1

мые с выхода трансформатора ТрА (рис. 2.11), должны запирать силовой триод, включенный в цепь питания последовательно с нагрузкой. Это достигается благодаря тому, что на базы переключающих триодов подается постоянный отрицательный потенциал через сопротивления Гб (см. рнс. 2.18).



T-t.y

= l-f<«.

(2.11)

где <„.j. - длите,аьность импульса управления.

Модулятор (см. рис. 2.11) состоит из предварительного усилителя постоянного тока (триоды Т, Ts) и му.чьтивпбратора с управляющим триодом Тт и разделительными диодами Д,, Д" в цепях перезаряда емкостей С и С". Схема мультивибратора собрана на составных триодах Т, Т", что значительно расширяет диапазон регулирования частоты прн устойчивой работе мультивибратора.

Для улучшения формы и5тульсов напряжения на коллекторах составных триодов в цепн заряда емкостей введены диоды ДдИ Д". После включения питания (Uy=0) ток в базе управляющего триода с помощью регулируемого сопротивления /?? устанавливается такой величины, чтобы триод Т, находился в режиме, близком к области насын1ения, а коллекторный ток его был равен /ьтмакс. в этом режиме частота колебаний мультивибратора максимальна, а скважность Yii=0. При появлении управляющего напряжения Uy триод т4 отпирается, ток в коллекторе триода Ts, являющийся током в базе управляющего триода, уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления триода Тт в цепи разряжающегося конденсатора мультивибратора. Частота колебаний мультивибратора при этом уменьшается, а у„ и, следовательно, среднее значение выходного напряжения увеличиваются.

Важной характеристикой мультивибратора является зависимость yii=f{Uy), которая одновременно характеризует и зависимость коэффициента уснления системы в разомкнутом состоянии. Для получения этой зависимости воспользуемся эквивалентной схемой цепи разряда управляемого мультивибратора (см. рис. 2.11). Уравнение изменения напряжения иа конденсаторе, соответствующее схеме разряда, имеет вид

f с =Ьп+(/к7-1-/к.ов)Ярмавс-[Ь«+Сп4Ч.я-1-ов)«р.ма«с] В тс,

/,л - коллекторный ток триода Т?;

§ 2.5. Импульсные системы с веитнльныын преобразователями 173

/«.ое-обратный ток коллекторного перехода триода Те;

Uco - начальное напряжение заряженного конденсатора;

Гс=Сйр шве - максимальная постоянная времени цепн разряда конденсатора;

р.макс - 1з~ 13 •

Вре*1Я изменения напряжения Vc от значения Vcn до нуля, представляющее собой половину периода колебаний мультивибратора,

r=rclnfl +

:] =7с1п(1+г).

-клнлв)*;!;;

Учитывая, что в активной области /,„=/ , ьп

С1И in - ltjuiKC-kUy, получим

Vu+ U«T«c+i.o,-kUy)R;;-Усл™Г.:?0.2ГГГрiitLM, (при

7-=-

(2.12)

найдеГ"™" ""Р""- « формулу (2.U). цр„

у«=

Если выбрать параметры так, чтобы

1-JllI" 1 , JWf/„,)y?p.„aBe 1

Tr 77-j =0,

макс /и,у

(2.13)

-"и1&ГвГси:;ст?"оГакогл*я? "" " « -»

Для управления переключающими триодами Ti, Тг и Тз (см. рис. 2.8) иа и\ базы (точки /-2, 34, 5-6) от выходного трансформатора ТрА модулятора передаются запирающие импульсы переменной частоты, но постоянной продолжительности На выходе преобразователя форпшруется последовательность импульсов с переменной частотой и постоянной паузой. Прн этом скважность импульсов преобразователя



Коэффициент передачи предварительного каскада /Ямакс-ш

При Uy=0 коллекторный ток /„змавс должен быть близок к ;v. соответствующему области насыщения. При этом \„=1).

К Т, Гг ц Ь

току, соответствующему Г

О о; азач и,б

Рнс. 2.12. Зависимость -кважности Y от "з-1РЯЖЁННЯ управления.

£?Bc

Рис. 2.13. Принципиальная схема импульсного управ.чения с кольцевым распределителем.

Минимальный ток 1,«,т должен соответствовать у„=1. Прн этом Uy=Uu/f>, где р - коэффициент усиления разомкнутой системы. Зная р, найдем

(/итмакс-АямшОР

где Vn = Vni+V+Un2.

/имакс-/hv™b определяется по каталожным данным транзнс-

™для схемы с отрицательной обратной связью по скорости коэффициент усиления системы р определяется на основании уравнений:

E=(UBi+llra+Vn)y-lcR; (2 14)

( Vnx+ Un:,) Yb = Р ( Ui-UT.r).

(2.15)

где и, и Ur.i - задающее напряжение и напряжение, снимаемое с тахогенератора. Из формул (2.14) и (2.15) найдем уравнение статической характеристики, представляющей зависимость э. д. с. двигателя £ от тока нагрузки /ср=/с;

£=

l+VcP

Статизм характеристики на низшем пределе диапазона регу-тнрования скорости

(l-p.)(l+YcP) Op.

Коэффициент усиления системы

Op.(l-s,)

YcP =

x(l-Po)

Д-Гя получения заданной скорости Пм> на нижнем пределе диапазона регулирования необходимо задающее напряжение

о H-YcP

и,= -

1-.SX

2. Модулятор длительности импульсов постоянной частоты

Модулятор длительности импульсов постоянной частоты в импульсном преобразователе с законом управлення, соответствующим рис. 2.9, должен иметь структуру, изображенную на рис. 2.13. Система управления переключающими триодами содержит узел суммирования С, предварительный усилитель У, модулятор дли-тепьности М и кольцевой распределитель КР. распределяющий управляющие импульсы, сформированные модулятором М, по \правляюшим электродам переключающих элементов преобразователя. В качестве модулятора может быть использована одна из конструкций мультивибратора либо блокинг-генератора, схемы которых приводятся в работе [27]. Кольцевой распределитель вюжет быть построен по принципу обычной пересчетной схемы на полупроводниковых приборах. Расчеты статических характеристик и параметров системы производятся аналогично преды-Д\ тему.

При расчете переходных процессов импульсных электроприводов двигатель представляется звеном второго порядка. Вентильный преобразователь с импульсным управлением представляет собой запаздывающее звено с временем запаздывания Тз=7"/2. Для \ прощения расчетов часто представляют модулятор длительности совместно с вентильным преобразователем как инерционное звено с постоянной времени, равной Tj.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [28] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

0.0038