1. Какими особенностями обладают сифу с вертикальным принципом формирования управляющих импульсов для спп (силовые полупроводниковые приборы)?

При вертикальном методе управления формирование управляющего импульса производится в результате сравнения на нелинейном элементе величины переменного (синусоидального, пилообразного, треугольного) и постоянного напряжений. В момент, когда эти напряжения становятся равными, происходит формирование управляющего импульса управления тиристором В. Фазу импульса можно изменять, регулируя уровень постоянного напряжения U .

На рис.1, а приведена схема простейшего устройства, формирующего импульсы по вертикальному методу управления на управляющем электроде тиристора В.

а)

б)

Рис. 1. Реализация принципа вертикального управления (а)

и временные диаграммы формируемых напряжений (б).

Входное напряжение U транзистора VТ в любой момент времени t определяется алгебраической суммой постоянного и переменного U напряжений. Когда напряжение Uт изменяется по амплитуде от нулевого значения (точка 1) до значения (точка 2, рис. 1,б), на базе транзистора VТ присутствует отрицательный потенциал и транзистор открыт. Напряжение источника питания (-U ) почти полностью приложено к нагрузке Rн.

В период времени, когда мгновенные значения напряжений (U ) = ( ), что соответствует точкам 2-3, к участку эмиттер-база транзистора VТ прикладывается разностное положительное напряжение синусоиды и транзистор VT закрывается (до точки 3).

В момент запирания транзистора VТ напряжение (- Uк) прикладывается к RС-цепочке, составленной из резисторов Rн, R и конденсатора С2.

На резисторе R при заряде конденсатора С2 формируется (при дифференцировании) отрицательный импульс напряжения (точка а). На участке 2-3 транзистор VТ закрыт и к транзистору приложено напряжение ( - U ). В т. 3, когда (U ) становится несколько меньше (- ) транзистор VТ открывается, разряжая конденсатор С2 на резистор R. Импульсы, формируемые данным устройством, подаются затем на усилитель мощности УМ системы управления. Фаза этих импульсов изменяется при изменении величины постоянного напряжения . По такому принципу построены одноканальные СИФУ.

2. Почему повышенные требования предъявляются к параметрам конденсаторов контуров интегрирования при формировании пилообразного напряжения?

Повышенные требования предъявляются к параметрам конденсаторов контуров интегрирования при формировании пилообразного напряжения потому что пилообразный импульс должен быть наиболее точным по характеристикам, ведь он при условии Uупр ≤ Uгон переключает компаратор, а тот далее по переднему фронту запускает формирователь импульсов, на выходе которого формируются импульсы управления силовыми тиристорами

3. Поясните физические основы работы схемы и возможности управления скоростью ДПТ (двигатель постоянного тока) при поступлении сигналов от блока управления БУ?

При изменении Uупр угол управления тиристорным преобразователем изменяется что должно соответствовать углу управления от 0 до 90 что обеспечивает регулирование напряжения на якоре от 0 до Uя номинальное, при этом скорость изменения от 0 до Ωном

4. Как можно остановить движение ПР (МС) при срабатывании концевого датчика движения S2?

Ответы на вопросы по лабораторной работе «Исследование тиристорного преобразователя (ТП) с ДПТ»:

1. Какой элемент схемы ограничивает минимальный ток якоря при управлении напряжением на ДПТ при регулировании скорости?

Углы фаз управляющих импульсов, а следовательно, и величина выходного напряжения U_н, могут изменяться и определяются значением сопротивления резистора R_ф (положением рукоятки переключателя R_ф).

2. Поясните физические основы возможности регулирования угла управления при изменении параметра R_ф с использованием диаграммы напряжений в RLC-цепи?

Возможность регулирования угла основана на фаза частотной характеристике RC цепи (Θ=-arctg(2ПfRC)), при изменении сопротивления меняется угол сдвига фаз. То есть при увеличении сопротивления мы увеличиваем сдвиг фаз, что в свою очередь в нашей схеме влияет на увеличение угла регулирования, при увеличении угла регулирования увеличивается U на нагрузке.

3. Какие параметры (координаты) схемы изменились при регулировании угла управления (Θ^ο эл.) тиристором?

При изменении угла управления (Θ^ο эл.) тиристорами в схеме изменится U на нагрузке, что соответствует точкам (Гн12,13)

4. Что произойдет в схеме, если увеличить (уменьшить) значение резисторов R14,R16?

При увеличении R14,R16, U на С4 когда он накапливает заряд уменьшится. А заряд, который он накапливает, затем отпирает тиристор. По этому, при увеличении R14,R16 U, при котором тиристор открывается, станет больше. При уменьшении R14,R16 Uн, при котором тиристор открывается, станет меньше.

Ответы на вопросы по лабораторной работе «Исследование широтно-импульсного преобразователя по схеме ШИП-ДПТ»:

1. Как изменится форма выходного напряжения интегратора при увеличении емкости C3 конденсатора в 3 раза?

Постоянная времени t = -1/RC, следовательно, при увеличении емкости в 3 раза постоянная времени уменьшится в 3 раза и как следствие амплитуда выходного сигнала уменьшится также в 3 раза.

2. Что изменится при работе ШИП-преобразователя, если резистор R1 уменьшить в 2 раза?

При уменьшении R1 в 2 раза частота следования импульсов с задающего генератора прямоугольных импульсов увеличится в 2 раза и, следовательно, в 2 раза увеличится частота генератора опорного пилообразного напряжения. Т.о. частота формирования управляющих импульсов, переключающих транзисторные ключи, увеличится также в 2 раза.

3. Как изменится форма нарастания пилообразного напряжения на выходе интегратора, если конденсатор С3 имеет повышенный ток утечки?

Если конденсатор С3 имеет повышенный ток утечки, то форма пилообразного напряжения будет нарушена и появятся резкие перепады (скачки) напряжения (вместо линейного нарастания).

4. На какой параметр работы схемы повлияет увеличение резистора R16 в 3 раза?

Увеличение резистора R16 в 3 раза уменьшает скважность импульсов, получаемых на выходе инвертора, что в свою очередь повлияет на скорость и направление вращения якоря двигателя.

5. Поясните физические основы формирования разнополярного напряжения на якоре ДПТ при питании его в схеме от однополярного источника?

Направление вращения определяется и зависит от скважности импульсов, формируемых МДИ. Если в процессе регулирования напряжения управления на вход транзистора VT1 поступает положительный импульс с коэффициентом заполнения 0,1 , то на вход транзистора VT4 поступает сигнал с q = 0,9 . Импульсы, усиленные ИУМ, подаются на обмотку якоря двигателя. В обмотке якоря двигателя импульсы формируют суммарное (интегральное) значение напряжения, под воздействием которого якорь двигателя приводится во вращение.