Оглавление

Оглавление 1

3. Силовая преобразовательная техника 1

5.1 Основное уравнение движения электропривода 9

5.2 Типовые статические нагрузки электропривода 9

5.3 Классификация режимов работы двигателей по условиям нагрева 10

5.4 Преобразователи для электроприводов постоянного тока (типы, характеристики, область применения) 11

5.5 Преобразователи для электроприводов переменного тока (типы, характеристики, область применения) 11

5.6 Регулируемые электроприводы постоянного тока с обратными связями по скорости, ЭДС, току 11

5.7 Общая методика выбора электродвигателей для электроприводов (общие понятия, цели, выбор по мощности, скорости, роду тока, конструктивным параметрам, способу защиты, климатическим условиям, энергосбережению) 12

5.8 Основные показатели регулирования координат электропривода 14

5.9 Способы регулирования скорости электропривода постоянного тока 15

5.10 Способы регулирования скорости электропривода переменного тока 16

3. Силовая преобразовательная техника

1. . Классификация полупроводниковых преобразователей электрической энергии и их назначение.

2. Инверторы ведомые сетью. Однофазный с нулевым выводом регулятор напряжения. Коммутация.

3. Способы построения многофазных выпрямителей. Преимущества и недостатки.

4. Что такое угол управления и приведите от какой точки он отсчитывается в различных схемах управляемых выпрямителей.

5. Что такое широтно-импульсное регулирование. Приведите схему его реализации.

6. Автономные инверторы. Инвертор напряжения.

7. Автономные инверторы. Инвертор тока.

4. Микропроцессорные системы управления

4.1.Устройство и принцип действия шифратора и дешифратора.

Шифратором называется устройство, преобразующее цифровые коды входных чисел в сигналы для выполне­ния логических операций. Устройство, осуществляющее обратное преобразование сигналов в код в виде, удоб­ном для отобра4,жения на выходе, называется дешифра­тором.. Кодом числа, знака, символа называется комби­нация электрических сигналов, признаки которой (фаза, частота и т. д.) однозначно соответствуют данному чис­лу, знаку, символу.

Шифраторы и дешифраторы широко применяются в устройствах ввода и вывода информации ЭВМ и в дру­гих ее блоках, в системах телеуправления и телесигна­лизации; они являются важнейшими элементами в элек­тронных измерительных приборах дискретного действия.

Шифраторы и дешифраторы выполняют, как прави­ло, в виде комбинации триггеров, логических элементов и пассивных радиокомпонентов. Широкое распростране­ние получили шифраторы и дешифраторы в интеграль­ном исполнении. Схемы шифраторов и дешифраторов различаются принципом построения, назначением, тех­нико-экономическими показателями, быстродействием ~ и др.

Шифраторы формируют код электрического сигнала, состоящий из совокупности импульсов и импульсных признаков. Шифраторы подразделяют на шифраторы по­лярности импульсов, полярности и длительности импуль­сов. В отдельную группу входят шифраторы комбинаци­онные, посредством которых осуществляется преобразо­вание информации из одной формы в другую: двоичной в десятичную, двоичной в восьмеричную, десятичной в двоичную и т. д. Преобразования сигналов базируются.

Дешифратором называется цифровое комбинационное устройство, предназначенное для преобразования входного двоичного кода в напряжение логического уровня, появляющееся в том выходном проводе, десятитысячный номер которого соответствует двоичному коду. Например, входной код 1001 должен сделать активным провод с номером 9. Во всех остальных проводах дешифратора сигналы должны быть нулевыми. Различают дешифраторы с линейной и координатной выборкой. Рассмотрим дешифраторы с линейной выборкой, как наиболее распространенные.

Логическое уравнение для выходных переменных дешифратора n-разрядного числа по определению операции дешифрирования записывается в виде минтермов «конституент единицы» входных переменных:

Для примера таблица истинности для трехразрядного дешифратора:

Таким образом, на каждом выходе дешифратора появляется значение переменной, равное 1, лишь при одном наборе значений входных переменных.

Схема такого дешифратора строится на основе логических элементов и с n-входами, где n – число разрядов входного кода дешифратора. Например для рассмотренного трехразрядного дешифратора схема имеет следующий вид:

В данной схеме на соответствующую схему сравнения И подаются соответствующие сигналы либо с прямых либо с инверсных значений переменной Х. Так например для у4 сигналы подаются с линий , Х₂, Х₁.

Таким образом можно сформировать дешифраторы с разрядностью 4; при этом 16 выходных линий; 5- при этом будет 32 выходные линии и т. д.

Соответственно потребуются 4 и 5 входовые логические элементы И.

Однако в составе ИМС, выпускаемых отечественной промышленностью, обычно отсутствуют логические элементы с коэффициентом объединения по входу более восьми и этим значением ограниченна разрядность входных чисел линейного дешифратора.

Часто дешифраторы применяют для управления устройствами отображения информации ( световыми табло, индикаторами и т. п.). При этом используется входной двоично-десятичный код, который дешифрируется в набор значений высокого уровня на нескольких выходах дешифратора, соединенных с соответствующими сегментами индицируемого числа.

Так например:

для того чтобы высветить на цифровом табло цифру 5 необходимо подать входной код 0101 и при этом на выходе получить комбинацию у₁у₂у₃у₄у₅у₆у₇ = 1011011.

Кроме того дешифраторы широко применяются в системах управления для формирования управляющих сигналов несколькими механизмами; в цифровых запоминающих устройствах для формирования выборки соответствующей ячейки памяти и т. п.

42.Мультиплексоры и демультиплексоры.

Мультиплексор - это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу, в зависимости от состояния двоичного кода. Другими словами, мультиплексор - переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий несколько входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует двоичному коду. Ну и навороченное определение: мультиплексор - это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный.

Структуру мультиплексора можно представить различными схемами, но более понятна, на мой взгляд, вот эта:

Р ис. 1 - Структура мультиплексора

Самая большая хренотень есть не что иное, как элемент И-ИЛИ. Конкретно здесь элемент 4-х входовый. Ну а квадратики с единичками внутри, если кто не помнит, инверторы. Разберем выводы. Те, что слева, а именно D0-D3, называются информационными входами. На них чего-нибудь подают. Входы посередке, а именно А0-А1, называются адресными входами. Вот сюда именно и подается двоичный код, от которого зависит, какой из входов D0-D3 будет подключен к выходу, на этой схеме обозначенному как Y. Вход С, черт его знает, нафига он здесь. Вроде бы как разрешение работы, а может просто для понта. Ну его в баню. На схеме еще есть входы адреса с инверсией. Так вот они тоже показаны здесь для понта. На этом рисунке показан четырехвходовой, или как еще его называют, 4Х1 мультиплексор. Потому и адресных входов всего 2. Как нам известно, максимальное число переменных определяется как 2ⁿ, где n - разряд кода. Здесь мы видим, что переменных четыре штуки, а значит разряд будет равен 2 (2² = 4). Для пояснения принципа работы этой схемы посмотрим на табличку истинности:

A1	A0	Y
0	0	D0
0	1	D1
1	0	D2
1	1	D3

Вот так двоичный код выбирает нужный вход. Т. е., если имеем четыре объекта, ну, скажем, они пуляют сигналы, а устройство отображения у нас одно. Берем мультик (мультиплексор) и втуляем его в схему. В зависимости от двоичного кода к устройству отображения подключается сигнал от нужного объекта. Такой вот, дохленький пример.

Микросхемой мультик обозначается вот так:

Р ис. 2 - Мультиплексор

Вообще, мультиплексоров всяких дофига. Есть и сдвоенные четырехвходовые, восьмивходовые, 16-ти входовые, счетверенные двухвходовые и пр. Тот, что на рисунке сделан от фонаря.

Демультиплексор. Демультиплексор - устройство, обратное мультиплексору. Т. е., у демультиплексора один вход и куча выходов. Двоичный код определяет, какой выход будет подключен ко входу. Другими словами, демультиплексор - это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких выходов и подключает его к своему входу или, это переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий один вход и несколько выходов. Ко входу подключается тот выход, чей номер соответствует состоянию двоичного кода. И навороченное определение: демультиплексор - это устройство, которое преобразует последовательный код в параллельный.

Обычно в качестве демультиплексора использют дешифраторы двоичного кода в позиционный, в которых вводят дополнительный вход стробирования. Из-за схожести структур мультиплексора и демультиплексора в КМОП сериях есть микросхемы, которые одновременно являются мультиплексорром и демультиплексором, смотря с какой стороны подавать сигналы, например, К561КП1, работающая как переключатель 8х1 и переключатель 1х8 (то бишь, как мультиплексор и демультиплексор с восемью входами или выходами). Кроме того, в КМОП микросхемах помимо переключения цифровых сигналов (лог. 0 или 1) существует возможность переключения аналоговых. Другими словами, это переключатель аналоговых сигналов, управляемый цифровым кодом. Такие микросхемы называются коммутаторами. К примеру, с помощью коммутатора можно переключать сигналы, поступающие на вход усилителя (селектор входов). Вот напоследок простенькую схемку селектора входов УМЗЧ мы и рассмотрим. Построим ее, ну скажем, с использованием триггеров и мультиплексора.

Рис. 3 - Селектор входных сигналов

Вот такая нехитрая схемка. Итак, разберем работу и деталюшки. На триггерах микросхемы DD1 собран кольцевой счетчик нажатий кнопки разрядностью 2 (два триггера - 2 разряда). Двухразрядный двоичный код поступает на адресные входы D0-D1 микросхемы DD2. Микросхема DD2 представляет собой сдвоенный четырехканальный коммутатор. В соответствии с двоичным кодом к выходам микросхемы А и В подключаются входы А0-А3 и В0-В3 соответственно. Элементы R1, R2, C1 устраняют дребезг контактов кнопки. Дифференцирующая цепь R3C2 устанавливает триггеры в нулевое состояние при включении питания, при этом к выходу подключается первый вход. При нажатии на кнопку триггер DD1.1 переключается в состояние лог. 1 и к выходу подключается второй вход и т. д. Перебор входов идет по кольцу, начиная с первого.

С одной стороны просто, с другой немного неудобно. Черт его знает, сколько раз нажали на кнопку после включения и какой вход подключен к выходу. Хорошо бы поставить индикатор подключенного входа. Вот тут-то и пригодится семисегментный дешифратор. Нажимаем ссылочку, вспоминаем семисегментный дешифратор и смотрим на схемку (там, где циферки бегут). Берем дешифратор и индикатор, обрубаем счетчик и другую галиматью, переносим дешифратор с индикатором на схему коммутатора и первые два входа дешифратора (на схеме обозначен как DD3), т. е. 1 и 2 (выв. 7 и 1) подключаем к прямым выходам триггеров DD1.1 DD1.2 (выв. 1 и 13). Входы дешифратора 4 и 8 (выв. 2 и 6) кидаем на корпус (т. е. подаем лог. 0). Все! Индикатор будет показывать состояние кольцевого счетчика, а именно циферки от 0 до 3. Цифиря 0 соответствует первому входу, 1 - 2-му и т. д.

4.3.Триггеры и его разновидности.

Триггером (типичная схема цифрового автомата) называется устройство с двумя устойчивыми состояниями, содержащий элемент памяти (собственно Триггер) и схему управления, выполненную, как правило с помощью комбинационных схем.

Классификация триггеров

1. Различают четыре триггерные схемы типа D,T,RS и JK

2. По уровню входного сигнала триггеры разделяют на триггеры с прямыми входами (запись информации осуществляется уровнем «1») и с инверсными входами (запись производиться уровнем «0»), в последнем случае вход отличается знаком инверсии.

3. Кроме того, триггеры бывают однотактные и двухтактные. В однотактных триггерах запись производится по переднему фронту сигнала записи, а в двухтактных – по заднему фронту, т.е. в момент окончания сигнала.

4. Все триггеры, в свою очередь делятся на синхронные и асинхронные. В синхронных триггерах информация записывается только при наличии синхросигнала, а в асинхронных – в любой момент времени.

Рассмотрим более подробно работу каждой триггерной схемы:

RS-триггер

RS-триггер имеет следующие графические изображения:

Асинхронный RS – триггер с инверсными входами

Асинхронный RS – триггер с прямыми входамисинхронный Таким образом RS - триггером называется логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями и двумя информационными входами R и S. При подаче сигнала записи по входу S в триггер записывается «1» т.е. .При подаче сигнала записи по входу R в триггер записывается «0», т.е. . Одновременная подача сигналов в записи на входы –запрещенная комбинация, т.к. после окончания их действия триггер устанавливается в неопределенное состояние.

В отличии от асинхронного синхронный триггер на каждом информационном входе имеет дополнительные схемы совпадения, первые входы которых объединены и на них подаются синхронизирующие сигналы. Вторые входы схем сравнения являются информационными.

Наличие схем совпадения приводит к тому, что триггер будет срабатывать от сигналов R и S только при наличии синхросигнала, т.е. когда С=«1», при С= «0» входы R и S закрыты и состояние триггера не изменяется.

D – триггер имеет только один входной сигнал и его состояние определяется этим сигналом, т.е. триггер приводится в состояние сброса, когда входной сигнал имеет высокий уровень.

В литературе такой триггер называется триггером задержки. Интересно применение такого триггера в качестве делителя частоты. Схема и диаграмма работы имеют следующий вид:

Триггером Т-типа (счётный триггер) называется логическое устройство (с двумя устойчивыми состояниями и одним входом Т), изменяющее своё состояние на противоположное всякий раз когда на вход Т поступает управляющий сигнал.

Схема и условное графическое изображение имеют вид:

а) Схема

Основной триггер М принимает информацию, а вспомогательный S, фиксирует состояние триггера со счетным входом. Инвертор на схеме обеспечивает однотактный режим работы триггера М и осуществляет блокировку записи информации во вспомогательный триггер S одновременно с записью информации в основной триггер М.

Если исключить инвертор и в точку А подать другую серию тактовых импульсов, сдвинутую относительно серии, действующей на входе Т, то получим двухтактный ТТ-триггер. При действии сигнала на вход Т информация записывается в основной триггер М, а затем при действии сигнала на вход А информация переписывается во вспомогательный триггер S.

JK-триггер аналогичен RS триггеру, за исключением того, что когда на оба входа подаются сигналы высокого уровня, триггер изменяет своё состояние независимо от своего текущего состояния, т.е. JK-триггер в отличии от RS-триггера не имеет запрещенных состояний.

JK-триггер является универсальным логическим элементом, получившем очень широкое практическое применение. На базе этого триггера можно реализовать любой раннее рассмотренный триггер