Igbt – транзистор

IGBT – транзистор, це той транзистор, який дозволяє працювати на великій потужності, але при подачі на вхід малої потужності.

ШІП-ДК

Працює в ключовому режимі.

Працює або 1-4 або 2-3.

КДН-ДПС

Працює в активному режимі.

U_КЕ = 30В

I_Кmax = 1А ; Р_К=10Вт

ОБР - область безпечної роботи

Присутній двигун на малу потужність.

Керування двигунами змінного струму

Інвертор. Забезпечує частоту обертання за рахунок узгодженого відкривання транзисторів U/f = Const.

ПЧ-АД

КВ – керований випрямляч.

Між керованим випрямлячем і інвертором включений фільтр.

Щоб згладити струм необхідно підключити дросель, а для згладжування напруги ставлять конденсатор.

Перетворювачі частоти АІС і АІН.

АВК

Керування асинхронного двигуна з боку ротора.

Лекція №6

Сенсори електричних і неелектричних величин

Вимірювання струму

Використовується трансформатор струму і шунт.

Шунт

Приклад:

U_вих.ш = 75мВ

I_ш = 100А → U_ш = 75∙10 ^-3 В

I = 20А → U_ш = 15∙10 ^-3 В

К = I₁/ I ₂ I ₂ =5А

К – коефіцієнт трансформації (підсилення);

U₂ – напруга змінного струму

Вимірювання швидкості обертання

1. υ = n, ω

2. U_я=n

3.

Застосовується для

довгих ліній передачі. Застосовується для

коротких відстаней.

Фотодіод – це діод, який формує на своему виході магніторушійну силу при подачі на нього світла.

швидкість вала зменшується

швидкість вала збільшується

Генератор сенсорний

З астосовується, коли велика швидкість обертання.

Застосовується, коли мала швидкість обертання до певної межі.

Визначення положення виду двигуна.

Блок гальванічної розв’язки

Виконує функцію захисту життя людини.

Великий опір і низька напруга

При блоці гальванічної розв’язки транзистор не захищає. Можна використовувати елемент DC/DC.

оптрон

транзистор

U₁=0…600В U₂=0…10В U_ізол=2кВ

τ = 3RC – затримка

Оптрони забезпечують гальванічну розв’язку замість транзистора.

Є ще транзисторний оптрон.

Щоб знайти момент відкривання тиристора, ставлять сенсор синхронізації, який подає сигнал.

Лекція №7

Задавач інтенсивності сигналів

Плавне регулювання

Р ізке регулювання

Задавач повинен за будь-якою характеристикою подачі сигналу плавно регулювати сигнали і узгоджувати їх.

Потенціометр

І – інтегратор.

Сельсин

Перетворює кут ά (кут повороту), що прикладається до його валу в фазу вихідної напруги.

Фазочутливий випрямляч перетворює фазу сигналу змінної напруги постійного струму на виході.

Приклад,

• електронна машина;

• електромеханічна схема (типове застосування – трамваї, тролейбуси, підйомні крани і т.д.)

Цифровий ввід в систему. Реалізується в АСУТП – автоматизована система управління технологічного процесу, здійснюється за допомогою людини.

Подача цифрового сигналу з використанням задавача інтенсивності.

Регулятори

Вони бувають аналогові і цифрові. Розглянемо аналоговий регулятор.

Інвертуючий підсилювач

Двополярне живлення.

Якщо на вхід подати від’ємну напругу, то на виході отримуємо додатню напругу, яка знаходиться в протифазі до вхідної величини і навпаки.

R₁, R₂ –характеризують коефіцієнти підсилення.

К = R ₁/ R ₂ ; R ₁ = 10 150 кОм

Типові приклади операційного підсилювача: К1401D1, K574YD1A, K140YD7 і т.д.

U_ж= ±9В, ±3..15В.

Якщо напруга на вході більша за напругу живлення утвориться режим насичення.

Чим більший коефіцієнт підсилення, тим вертикальніше характеристика графіка.

Типовий коефіцієнт підсилення.

К =50 200тис.

U_R2≤ U_ж

U_ст<U_ж

D815 U_ст=5B

K156A U_ст=5.6B

Напруга буде не більше 1В.

З 38дно полярним стабілітроном, що обмежує полярність.

Захист вхідного сигналу. На діоді напруга більше 1В не буде.

Неінвертуючий підсилювач

К = tgά

Для того, щоб отримати К=1, треба щоб R₂ прямувало до нуля, або вийняти резистор R₁.

Тригер Шмітта

Схема ввімкнення тригера Шмітта :

• неінвертуючий вхід;

Характеризується петлею гістерезису.

Можуть бути:

За допомогою операційного підсилювача можна реалізувати регулятори.

• інвертуючий;

Нехай на вхід подаємо сигнал, близький до нуля. Сигнал додатній. Тоді на схемі будемо рухатися в право. Починаємо знижувати вхідний сигнал. Якщо коефіцієнт підсилення 1, то знижуємо: -1; -2; -3; ….; -10, тоді сигнали компенсують один одного. Але коли настає 10,1 то сигнал приймає значення -0,1, і тригер відходе у від’ємну область. Коли ще змінювати до -15; -20;… і так далі, то сигнал так і залишається на від’ємній області.

Починаємо збільшувати сигнал, коли доходимо до точки -10, сигнал починає рухатися далі, але так і заходить і від’ємну область. Лише коли набуваємо значення 10,1 то він перескакує в додатну область. Таку операцію можна повторювати безкінечно.

Суматори сигналів на операційних підсилювачах

Якщо два входи з полюсом «+» поєднати отримуємо сигнал з «=» на виході буде від’ємний сигнал. _{→ - цей блок працює, як від’ємний суматор (віднімання сигналів).}

_{Диференціатор (блок віднімання)}

1. Нехай U_вх1 = 1B, a U_вх2 = 3B

K₁ = K₂ =1, тоді U_вих =2B

2. U_вх1 = -1B , a U_вх2 = 3B

K₁ = K₂ =1, U_вих =4B

Компоратори

1. Нехай U_вх2 = 2B

Діаграма сигналів, як при зміні U_вх1 змінюється U_вих.

За рахунок такої схеми ввімкнення спостерігаємо стрибок. Присутній гістерезис, тобто існує коридор, яким можна знехтувати (10^-9В).

За рахунок компараторів реалізується АЦП (аналого-цифрові пристрої).

R₁, R₂ – обмежують вхідні сигнали по струму і по напрузі.

Детектори рівня

Вплив стабілітрона:

_;

_{Коли сигнал проходить через діод, то коефіцієнт підсилення зменшується.}

_{Регулятори}

_{Бувають:}

• пропорційний;

• інтегральний;

• диференційний;

• пропорційно-диференційний;

• пропорційно-інтегральний;

• чисто інтегральний;

• чисто диференційний;

• чисто пропорційний.

Не існують у широкому вжитку:

• інтегрально-диференціальний;

• інтегральний;

• диференціальний;

• пропорційно-диференційний не рекомендується у використанні.

1. Пропорційний регулятор (П-регулятор);

П-регулятор – це самий звичайний підсилювач зі своїми параметрами, це регулятор без обмеження сигналу. Для обмеженні сигналу в колі до нього включають стабілітрони або транзистори.

К = R₂/R₁

2. _{Інтегральний регулятор (І-інтегратор);}

конденсатор

3. Диференційний регулятор (Д-регулятор);

Найменша пульсація по каналу напруги і диференціатор миттєво реагує на цей сигнал-заваду. Тому в застосуванні від нього намагаються позбутися.

4. Пропорційно-інтегральний регулятор (ПІ-регулятор);

Для такого регулятора передаточна функція по Лапласу має вигляд:

,

де τ – стала часу ланки;

– пропорційна складова;

– інтегруюча складова

5. Пропорційно-диференційний регулятор (ПД – регулятор);

6. Пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор (ПІД-регулятор);

Для такого регулятора передаточна функція по Лапласу має вигляд:

, де τ – стала часу ланки;

- диференційна складова;

– пропорційна складова;

– інтегруюча складова.

7. Обмежувальний регулятор.

На вході розташовані два паралельні діоди. Діоди ставляться для захисту. Якщо навіть подається напруга, яка більша допустимої, то діоди забезпечують не проходження такої великої напруги, а пропускають допустиму.

Діоди обмежують вхідний сигнал, що дозволяє працювати в лінійному режимі до закінчення цього обмеження.

Другий спосіб обмеження, пов’язаний із стабілітронами, коли їх включають в коло не залежно від включення послідовного чи паралельного.

Модуль 2 Лекція №8