25. Импульсный транзисторный регулятор постоянного напряжения. Эл. Схема, принцип действия, временные диаграммы , внешние нагрузочные характеристики.

РН малой и средней мощности выполняется на базе транзисторов, которые позволяют выполнить полностью управляемый ключ S проще. РН малой и средней мощности выполняют в большинстве случаев с LC-фильтром

Его принцип действия аналогичен тиристорному регулятору напряжения, но есть некоторые особенности:

1.Силовой ключ S выполняется на базе транзисторов с полевым управлением, а именно силовых или МОП транзисторов или БТИЗ

МОП транзисторы имеют малые динамические и статические потери мощности , малое время переключения что позволяет им работать на частотах до 1 МГц.

2. Повышают частоту переключения f СУ выпускается на базе формирователя импульсов управления ФИУ, которые доведены до интегрального выполнения.

3.Применяются LC фильтры

Расчет параметров фильтра проводится из условия обоснования заданного коэффициента пульсаций выходного напряжения.

, где –отклонение выходного напряжения от среднего значения. –частота повторения. зависит от , т.е. в процессе регулирования U, зависимость имеет вид. при ;

учитывая соотношение (1) и данную зависимость можно рассчитать LC по условию заданного в техническом задании .

Расчет индуктивности реактора фильтра:

L реактора д/б оптимальной, т.к. с одной стороны при L уменьшается пульсация тока реактора и коэф-т кратности тока реактора

; где – среднее значение тока реактора.

С другой стороны ухудшает массогабаритные параметры реактора.

Д ля современной элементной базы ТРН средней мощности по массогаб. пок-лям является режим работы с кГц и Учитывая данный Кi и зависимость можно рассч. соотношение для индуктивности реактора – оптимальная индуктивность

Р асчет емкости конденсатора фильтра.

Рассчитанное значение емкости проводится на доп. динамич. отклонение при сбросах и набросах нагрузки на величину

Выбор транзистора и обр. диода РН

Мах и среднее значение тока в VT и VD₀ определяется:

; ; ; .

Диод VD₀ должен иметь возможно меньшее обратного восстановления t_{обр.восст.}. Это время , в течение которого диод переходит из состояния высокой проводимости в состояние низкой проводимости при смене полярности U на нем. При значительном t_{обр.вос.} (>0,1…0,5 мкс) будет иметь место большой бросок тока через VT при его включении.

12. Способы замедления и убыстрения срабатывания электромагнитов. Аналитический и графический анализы способов.

Изменение t_ср и t_в эл. магнитов постоянного тока (ЭМП).

В большинстве случаев значительную часть t_ср и t_в составляет t_тр поэтому при изменении внешних параметров эффективно воздействовать на t_тр.

1. Влияние акт. сопротивления резистора включённого последовательно с катушкой эл. магнита.

Анализ влияния сопротивления R можно провести аналитически и графически. Сущность графического анализа – построение новой кривой i=f(t) в процессе трогания относительно исходной. Новая экспонента тока строится с учётом 3-х основных параметров:

Построение новой экспоненты относительно исходной при уменьшении активного сопротивления цепи катушки эл. магнита на рис. 4.11а.

; ; ; но .

2. Влияние напряжения на временные параметры.

Недостаток – может сгореть катушка в длительном режиме, поэтому используют добавочное сопротивление. При этом t_тр уменьшается но незначительно, + потери мощности в R_ДОБ, поэтому R_ДОБ шунтируется замкнутыми контактами. Повышенное напряжение только при срабатывании рис. 4.12а или конденсатор ставится.

Графический анализ при увеличении напряжения и включении добавочного сопротивления на рис. 4.11б.

3. Влияние дросселя включённого в цепь катушки.

а) графически

б) аналитически

Недостаток – повышенная индуктивность цепи, что приводит к увеличению перенапряжений и подгоранию контактов управления при отключении.

4 . Влияние к.з. – обмотки на временные параметры, построение Ф=f(t).

Для создания эл. магнитов замедленного действия к.з. обмотка (может иметь один виток). При включении питающей обмотки и нарастания создаваемого ею магнитного потока в к.з. обмотке наводится ЭДС, которая вызывает ток такого направления, при котором магнитный поток к.з. обмотки направлен встречно потоку питающей обмотки. Результирующий поток где – установившийся поток; – постоянные времени обмоток. При и замедление при срабатывании получается небольшим.

При отключении эл. магнита:

Спадание Ф определяется процессом затухания этого тока. При спадании тока в к.з. обмотке наводится ЭДС и вызывает ток, направленный так что Ф, создаваемый W₂ препятствует уменьшению Ф в системе. Замедленное спадание тока создаёт выдержки времени при возврате.

К.З. – обмотка применяется для снижения быстродействия реле. Обмотка замедляет изменение магнитного потока обмотки управления. Замедление объясняется законом Ленца.

– более эффективно.

5. Влияние затяжки возвратной пружины.

При увеличении сжатия возвратной пружины увеличивается электромагнитное усилие, необходимое для трогания якоря и определяемое потоком в магнитной цепи. При большом сжатии пружины ток трогания возрастает .

При увеличении сжатия возвратной пружины увеличивается электромагнитное усилие, при котором происходит отрыв якоря, увеличивается поток отпускания

Срабатывание Возврат

6. Влияние диода шунтирующего обмотку эл.магнита.

Позволяет использовать реле без к.з. – витка. Увеличивает . Принцип действия основан на использовании энергии, запасённой в магнитном поле катушки реле. Через VD протекает ток, определённый активным сопротивлением обмотки и VD и индуктивностью обмотки.

7. Влияние цепочки R – C.

за счёт энергии запасённой в электрическом поле конденсатора

6. Влияние воздушного зазора.

При ненасыщенной магнитной системе:

с ;

при притянутом положении якоря магнитная цепь насыщена, воздушный зазор мал, это сказывается на установившемся потоке. Увеличивать немагнитный зазор между якорем и сердечником в притянутом положении якоря можно с помощью прокладок или штифтов из немагнитного материала. Это снижает .

;