Sb97583

Компаратор DA3 сравнивает 2 сигнала UГПН и (–Uсм + Uу) и переключается при их равенстве.

При Uу = Uсм получается максимальное напряжение на выходе

преобразователя, т. е. минимальный угол открывания αmin.

Формирователь длительности импульсов (ФДИ) реализован на дифференцирующей цепи R11–C2, которая из фронтов переключения компаратора DA3 формирует импульсы положительной и отрицательной полярности (рис. 6.9). Импульсами отрицательной полярности через диод VD5 закрывается транзистор VT2, на коллекторе которого формируется положительный прямоугольный импульс, рекомендуемая длительность которого до 4 электр. градусов. Импульсы с ФДИ поступают на схему « И», реализованную на DD1 и DD2. При поступлении логической единицы на второй вход DD1 с выхода ЛПУ сформированные в ФДИ импульсы поступают на усилитель импульсов (УИ) (VT3, VT4) и через импульсный трансформатор Т2 – на управляющий электрод тиристора. Тиристор управляется положительным импульсом относительно катода.

Управляемый реверсивный тиристорный выпрямитель для преобразования однофазного переменного напряжения в регулируемое выпрямленное напряжение в якорной цепи электродвигателя изображен на рис. 6.10.

IЯ

L ДТ

М ОВ

Сеть

Рис. 6.10

25

Выходное напряжение тиристорного преобразователя принимает положительное и отрицательное значения за счет встречно-параллельных однофазных управляемых выпрямительных мостов «B» и «H».

Управление тиристорами осуществляется через импульсные трансформаторы Т2 импульсами положительной полярности. На рис. 6.9 показано управление только одним тиристором VS1. Управление остальными тиристорами (VT2, VT3, VT4) следует выполнить аналогично.

Для улучшения формы тока электродвигателя при однофазной схеме выпрямителя используется реактор L, при этом снижается нагрев двигателя и улучшается его использование по моменту и мощности. В реакторе используется дополнительная обмотка (датчик тока ДТ), с которой снимается сигнал, пропорциональный току якоря Iя.

Для переключения комплектов вентилей «B» и «H» схема содержит ДНТ, представляющий собой токовый трансформатор с выпрямителем, выходное напряжение которого используется в ЛПУ.

Расчет тиристорного преобразователя начинается с выбора тиристоров в выпрямительных мостах.

Максимальное значение напряжения Umax , приложенного к тиристору,

зависит от амплитудного значения напряжения питающей сети 2Uc с

учетом возможного его повышения на 10 % ( Kc = 1,1) и максимального значения перенапряжения ( Kп = 1,5 ):

Umax = Kc Kп 2 Uc = 1,1× 1,52 Uc = 2,3 Uc .

Линейное напряжение сети составляет 380 В, а фазное – 220 В. Тиристор должен выдерживать пусковой ток двигателя Imax

После определения максимальной величины напряжения и тока выбирают силовой элемент из условия, чтобы постоянный ток тиристора в открытом состоянии Iос превосходил Imax , а обратное напряжение тиристора превосходило Umax :

Iос > Imax , Uобр > Umax .

Для надежного открытия тиристора его система управления должна обеспечивать отпирающий постоянный ток управления Iу , протекающий через управляющий электрод, не менее значения тока включения

26

При формировании пилообразного напряжения ГПН частота « пилы» равна удвоенной частоте сети = 2 ¦с. Напряжение, интегрируемое усилителем DA2 ГПН, определяется выражением

где Uвх = –15 В, t = 1/2 ¦с.

Напряжение управления Uу, поступающее с выхода регулятора тока

UPT, обычно ограниченно и составляет несколько вольт, что обусловлено допустимым током в якоре электродвигателя.

Напряжение управления Uу по амплитуде не должно превышать высоту « пилы», которая на практике составляет 4…5 В.

Выбрав напряжение UГПН (t) = 4…5 В при t = 1/2¦с, находим значения R11 и С2 интегратора.

Для реализации « логики» ЛПУ рекомендуется использовать микросхемы серии К511 – так называемой высокопороговой логики, напряжение питания которых составляет +15 В, что хорошо согласуется с

При выборе и расчете транзисторов схемы СИФУ следует учитывать ключевой режим их работы.

7. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛАХ И ЛФХ

Для построения ЛАХ и ЛФХ следящей системы согласно функциональной схеме (рис. 2.1) составляется структурная схема системы, пример которой приведен на рис. 7.1.

27

Коэффициенты передач всех элементов известны. Необходимое усиление KУ усилителя отыскивается из добротности системы по скорости

D = 2 ωнmax ,

θд

где ωн max – скорость отработки системы, а θд – заданная динамическая

ошибка системы.

В пояснительной записке по курсовому проектированию необходимо привести асимптотические логарифмические частотные характеристики (ЛАХ и ЛФХ) для разомкнутой следящей системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Кузнецов В. Е. Исследование технических средств систем

управления: учеб.-метод. пособие к лаб. раб. СПб., 2017. URL: http://lk.etu.ru/dashboard/api/download/2747.

2.Осин И. Д., Юферов Ф. М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 424 с.

3.Павлов В. Н., Ногин В. Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: учеб. для вузов. М.: Радио и связь,1997. 320 с.

4.Алиев И. И. Электротехнический справочник. М.: Радио Софт, 2002.

384 с.

5.Усольцев А. А. Электрические машины автоматических устройств: учеб. пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2011. 213 с.

6.Королев Г. В. Электронные устройства автоматики: учеб. пособие.

М.: Высш. шк., 1991. 256 с.

7.Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями /

С. Г. Герман-Галкин, В. Д. Лебедев, Б. А. Марков, Н. И. Чичерин. Л.:

Энергоатомиздат, 1986. 280 с.

8. Кочергин В. В. Следящие системы с двигателями постоянного тока. Л.: Энергоатомиздат: Ленингр. отд-ние, 1988. 168 с.

28

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Технические данные электродвигателей

Технические данные электродвигателей типа СЛ

2. Габаритные и установочные размеры двигателей, мм

Габаритные и установочные размеры двигателя МИ

d1

h

l30

В расчете основание двигателя определяется как 10 % от h.

30