книги / Электрические аппараты

аналогичен /^S-триггеру, но может переключаться при по­ даче 1 на оба входа 1 и К. Допустим, что состояние выходов

Q = l_ii Q = 0. Подадим сигналы / = 1 и К = 0. На входах S и R имеем 1. Триггер не ^меняет своего состояния. Если

Q = 0 и Q = l, то на входе S получается 0, а на входе R устанавливается 1. Происходит переброс триггера в состо­

яние Q = 1 и Q = 0. Если затем подать сигналы / = 0 и К = = 1, то триггер переходит в состояние Q = 0 и Q = l. На входы / и К можно одновременно подать логические 1. Ес­

Q = 0 и Q = l . Если снова подать 1 на оба входа, то триг­ гер переходит в состояние Q = 1 и Q = 0 . Таким образом JK-

триггер может работать при одновременной подаче сигна­ ла 1 на оба входа. Триггеры RS при одновременной подаче единичного сигнала на оба входа имеют неопределенное со­ стояние.

Если входы / и К объединить, то получается счетный Г-триггер (рис. 12.41, в). При каждой подаче одного сиг­ нала на вход происходит инвертирование' сигналов на вы­ ходах.

Схема и временная диаграмма синхронизированного /)-триггера даны на рис. 12 42. Триггер имеет вход D и син­ хронизирующий вход Т. При отсутствии сигнала на входе

D Q = 0 и Q = l. Если сигнал па вход D приходит в момент

5)t рядного асинхронного па­ раллельного регистра, вы­

полненного на /?5-триггерах. Каждому разряду кода со­ ответствует один триггер. В параллельном регистре инфор­

мация во все разряды вводится одновременно.

Регистр имеет три общие шины: шины установки нуля ШО, шину записи 1113, шину считывания ШС. При подаче напряжения на шину ШО все триггеры устанавливаются на нуль (происходит очистка памяти). При подаче напря­ жения на шину Ш З срабатывают элементы И (В1—В4) и сигнал подается на входы /?5-триггеров. Для считывании информации из регистра подается сигнал на шину ШС. На выходе регистров включены четыре элемента И (С!—С4), выдающие сигнал У после подачи напряжения на шипу ШС. При считывании состояние регистров не меняется. За-

Рис. 12.43. Асинхронный параллельный решстр

писанная информация может использоваться многократно. Цифровая информация может записываться в регистрах по­ следовательного действия. Сначала записывается старший разряд, а потом младшие.

Дешифратор — это логическая схема, которая каждую комбинацию сигналов на его входе (код) в результате об­ работки информации выдает в виде определенного сигнала на его выходе. Такая операция широко используется при автоматическом управлении. Дешифраторы также исполь­ зуются при переходе нз одной системы счисления в другую. На рис. 12.44 представлена схема дешифратора для пере­ вода двоично-десятичной системы в десятичную. В табл. 12.3 показан процесс перевода. Дешифраторы реализуются на триггерных узлах и имеются в серии «Логика И».

Для электрической развязки выходов логических эле­ ментов от присоединяемого оборудования и повышения вы­ ходной мощности широко применяются выходные элементы в виде герконовых реле (И-201—И-204, И-206, И-401— И-403). Однако герконы обладают таким недостатком, как возможность вибрации контактов. Если вибрации контак­ тов недопустимы, то применяется выходной элемент И-406

йа оптоэлектронных приборах (рис. 12.45). При подаче сиг­ нала на контакты 2, 5 подается напряжение на фотодиоды, излучение которых открывает фототиристоры. В результа­ те сопротивление между точками 8, 12 резко падает и через нагрузку потечет ток. Наличие в схеме двух тиристоров обеспечивает прохождение через нагрузку переменного то­ ка. Цепочка RC служит для ограничения перенапряжений на тиристорах.

12.9. БЕСКОНТАКТНЫЕ КОММУТИРУЮЩИЕ И РЕГУЛИРУЮЩИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (БКРПУ)

а) Общие сведения. На основе тиристоров' возможно осуществление следующих операций:

1) включение и отключение электрической цепи с актив­ ной и смешанной (индуктивной и емкостной) нагрузкой;

2) изменение тока нагрузки за счет регулирования мо­ мента подачи сигнала управления.

Рис. 12.46. Напряжение на нагрузке при фазовом (а), фазовом с при­ нудительной коммутацией (б) и широтно-импульсном (в) управлении

Наиболее широкое применение в бесконтактных элек­ трических аппаратах получили фазовое и широтно-импульс­ ное управление (рис. 12.46).

В первом случае среднее и действующее значения тока меняются sa счет изменения момента подачи на тиристор открывающего сигнала — за счет угла а. Угол а называ­

ется углом управления. Действующее напряжение на на­ грузке при двухполупериодной схеме и встречно-парал­ лельном включении двух тиристоров (рис. 12.47)

UH= ^ноО + cos а)/2,

где Um — амплитуда напряжения питания; Uc, Uно — дей­ ствующее и среднее значения напряжения питания; у — угол регулирования.

Рис. 12.47. Встречно-параллельное включение тиристоров (а) и форма тока при активной нагрузке (б)

Кривая тока в сети и в нагрузке несинусоидальна, что вызывает искажение формы напряжения сети и наруше­ ния в работе потребителей, чувствительных к высокочастот­ ным .помехам. Для уменьшения этих искажений необходи­ мы специальные меры.

При широтно-импульсном управлении (рис. 12.46, в) в течение времени Т0ТКр на тиристоры подан открывающий сигнал, они открыты и к нагрузке приложено напряжение <УН. В течение времени 7 ^ ^ управляющий сигнал снят и ти­ ристоры закрыты. Действующее значение тока в нагрузке

Регулирование тока нагрузки возможно за счет измене­

ния как угла а, так и угла 0. Принудительная коммутация (0<18О °) осуществляется с помощью специальных узлов (§ 4.11) или специальных тиристоров, которые могут запи­ раться подачей сигнала управления. При больших токах из-за сложности такие схемы не применяются. Создание транзисторов на большие токи (сотни ампер) и большие напряжения (сотни вольт) позволяет упростить принуди­ тельную коммутацию цепей постоянного и переменного то­ ка, что особенно важно в аппаратах повышенного быстро­ действия.

На основе тиристоров работают следующие бесконтакт­ ные электрические аппараты:

1)тиристорные пускатели для прямого пуска асинхрон­ ных двигателей (§ 8.5);

2)тиристорные пускатели для плавного пуска, реверса

иостанова асинхронных двигателей большой мощности (до 5000 кВт);

3)регуляторы мощности и напряжения;

4)автоматические выключатели переменного тока высо­ кого и низкого напряжения повышенного быстродействия;

5)регулирующие аппараты для управления двигателя­ ми электрического транспорта переменного тока с рекупе­ рацией энергии при торможении.

Для тиристорных аппаратов, как правило, необходима защита от токов перегрузки и КЗ, а также от недопустимого повышения темпера­ туры корпусов тиристоров Защита от КЗ в данном случае осуществля­ ется с помощью быстродействующих токоограничивающих предохрани­ телей или автоматических выключателей.

Ниже приводятся основные технические данные тиристорных пуска­ телей и регуляторов, выпускаемых отечественной промышленностью.

Пускатели тиристорные серии ПТ. В фазах А и В пускателя (рис. 12.48) установлены трансформаторы юка ТА1 и 7\42, обеспечива­ ющие работу устройства токовой защиты Защита тиристоров от пере­ грузки осуществляется терморезистором Rt. Поскольку пускатель пред­ назначен для реверса двигателя, то в фазах А и В установлены допол­ нительные комплекты встречно включенных тиристоров. При нажатии кнопки «Пуск вперед» включается реле К1, которое подает напряжение на управляющие электроды тиристоров, участвующих в пуске «Вперед». При нажатии кнопки «Пуск назад» включается реле К2 и подается на­ пряжение на управляющие электроды тиристоров, участвующих в пус­ ке «Назад». Питание блока защиты и реле К1 и Л'2 осуществляется выпрямителем, питающимся от фаз В и С

Основные параметры пускателя: UH0м = 380 В; /Пом=40 А; 1щся=

ния, блок генератора импульсов 2 питаются от выпрямителя, состоя­ щего из трансформатора Т и двух выпрямительных мостов.

При включении реле К1 управляющие электроды тиристоров под­ ключаются к блоку генератора импульсов, в в задатчике интенсивности начинается выработка запускающего импульса, который подается в блок генератора пилообразного напряжения.

Станция позволяет регулировать частоту вращения двигателя or внешнего сигнала управления Дчя этого к выгодам 9 и 10 нообхошмо подключить регулируемый источник постоянного напряжения 1Ьмеье-

Рис 12 49. Упоощенчяя электрическая схема тиристорной станшш уп­ равления типа БЛЭ5301

ние этого напряжения меняет угол открытия тиристоров и выходное на­ пряжение станции, поступающее на обмотку статора двигателя.

При отключении двигателя обесточивается реле К1 и включается реле К2, которое подключает тиристоры VS2 и VS.Î. В результате соз­ дается контур для торможения двигателя. Плавность торможения опре­ деляется задатчиком интенсивности, который изменяет угол открытия тиристоров VS2 и VS3. При напряжении сети 380—500 В станция обес­ печивает плавный пуск и отключение двигателей с торможением Элект­ рическая износостойкость составляет 1510е циклов при числе включе­ ний до 1200 в час.

в) Тиристорные станции управления серии ПТУ. Станции предназ­ начены для управления асинхронными двигателями большой мощности

В зависимости от модификации станции серии ПТУ могут обеспечи­ вать прямой пуск и реверс двигателей, диниамическое торможение и реРерс, пуск с фазовым управлением, динамическим торможением и ревер­

с временем срабатывания не более 0,015 с; от перегрузки по току с вре­ менем отключения не более 20 с при токе, равном 1,35 тока уставки; от

фф

Рис. 12.51. Схема регулятора мощности типа РМТ

понижения напряжения до 0,7—0,45 номинального; от исчезновения тока в одной из фаз. Станции выпускаются на /,iOM=400 А, номинальное на­ пряжение до 440 В, число включений 2400 в час. Электрическая износо­ стойкость составляет 24-10° циклов.

г) Тиристорный регулятор мощности. Регулятор мощности типа РМТ (рис. 12.51) предназначен для широтно-импульсного регулирования трехфазных электропечей мощностью до 630 кВ-А с напряжением сети