12.5. Применение оптоэлектронкых приборов в электрических аппаратах

Тиристоры и транзисторы обладают гальванической связью между цепью управления и нагрузкой. Если такая связь недопустима, то применяются оптоэлектронные при­боры (оптроны). В корпусе оптоэлектронного прибора установлены излучающий элемент, обычно фотодиод, и вос­принимающий элемент — фототранзистор, фототиристор или фоторезистор. При подаче сигнала на фотодиод он на­чинает излучать, и его излучение воздействует на воспри­нимающий элемент, открывая фототранзистор или фототи­ристор в цепи нагрузки. Электрическое сопротивление

между цепями управления и нагрузки составляет 10¹² Ом, емкость между ними менее 0,1 пФ. Эти свойства оптронов позволяют повысить помехоустойчивость и надежность ап­парата, упростить его схему. Оптроны дают малую задерж­ку в срабатывании (1 мкс). На рис. 12.30 показан один из вариантов бесконтактного оптронного реле . Нагрузка R_H включается тиристором VS, включенным в диагональ моста. Управление тиристором производится с помощью оптопары и транзисторов VT1, VT2. При отсутствии уп­равляющего сигнала Ё_у транзистор VTф оптрона закрыт, транзистор VT1 открыт. Сигнал на управляющем электро­де VS равен нулю, и он закрыт. При подаче сигнала Е_у транзистор УТф открывается, a VTJ закрывается. На VS подается открывающий потенциал, он открывается и через нагрузку потечет ток. Тиристор VS открывается каждый полупериод. При снятии сигнала Е_у VS закрывается. Если напряжение питания превысит заданный уровень, то откры­вается VT2 и VS отключается.

Оптронные реле могут быть выполнены на силовых оптронах. Силовые оптроны непосредственно управляют током в нагрузке Rh. Светоизлучающие диоды оптронов VD1 и VD2 управляются транзистором VJ, В не­которых схемах управляющий сигнал непосредственно воз­действует на светодиоды оптронов. В настоящее время соз­даны оптотиристоры на ток до 1500 А и напряжение до 4 кВ.

Рис. 12.16. Реле на силовых оптронах

12.6 Логические элементы

Автоматическое управление электроприводом или каким-либо другим электротехническим устройством осу­ществляется элементами, которые взаимодействуют друг с другом и с управляемым объектом в определенной по­следовательности.

Логическая (функциональная) часть предназначена для преобразования сигнала командных органов и датчиков в выходные сигналы в соответствии с заданной програм­мой. Выходные сигналы логической части подаются в уси­лительные, а затем в исполнительные органы.

В большинстве случаев используются дискретные сигна­лы, т. е. либо на вход аппарата подается сигнал, значение которого достаточно для его срабатывания, либо сигнал на вход не подается или он слишком мал и недостаточен для срабатывания. При математическом отображении это­го процесса в первом случае говорят, что в аппарат подана логическая единица, во втором — логический нуль.

Логическая часть системы управления состоит из логи­ческих элементов дискретного действия, которые или выда­ют на выходе сигнал (появляется 1), или снимают сигнал с выхода (появляется 0) в зависимости от того, какие сиг­налы подаются на вход. Функции, выполняемые логиче­скими элементами, и их релейные эквиваленты представле­ны в табл. .