6.7. Электронные устройства управления

На электронное устройство управления аппарата в общем случае могут быть возложены следующие функции:

обмен информацией с внешней средой с помощью органов управления, датчиков и устройств отображения информации;

обработка информации по определенному алгоритму и выработка сигналов о требуемом воздействии на силовые элементы аппарата;

формирование импульсов управления силовыми элементами определенной мощности и формы.

Устройство управления, реализующее указанные функции, называют системой управления. Обобщенная структура системы управления представлена на рис. 6.13.

Формирователь импульсов управления ФИУ (драйвер) представляет собой специальный усилитель, предназначенный для усиления сигнала о требуемом воздействии на силовые элементы исполнительного устройства ИУ. ФИУ преобразует входной информационный сигнал в такое воздействие на силовые элементы, параметры которого обеспечивают гарантированное включение и выключение полупроводникового ключа. Схемотехника ФИУ зависит от типа управляемого им прибора.

Регулятор РЕГ обрабатывает по определенному алгоритму (программе) команды и информацию, получаемую от датчиков Д, и вырабатывает сигнал о требуемом воздействии на силовые элементы аппарата. РЕГ работает с сигналами информационного уровня (малой мощности). Элементами РЕГ являются, как правило, интегральные микросхемы логических элементов, цифровых устройств и операционных усилителей.

Устройство контроля и диагностики УКД осуществляет текущий контроль и диагностику силовой части аппарата. УКД часто выполняют на микроэлектронной базе с применением микроконтроллеров. УКД может быть совмещено конструктивно с регулятором РЕГ.

Информация о результатах контроля и диагностики поступает в блок обработки информации ИНФ, а затем с его выхода в защитные устройства ЗУ. Сигналы из внешней среды на включение, отключение, изменение режима работы аппарата после обработки подаются в блок коммутационной аппаратуры КА и в регулятор РЕГ. Во внешнюю среду может передаваться информация о состоянии отдельных устройств, режиме работы аппарата, причинах срабатывания защит и др.

Поскольку компоненты системы управления могут быть выполнены на различной элементной базе (аналоговые, цифровые микросхемы, транзисторы, и др.), то в системе управления в таком случае предусматривают источник оперативного питания ИОП, который представляет собой блок вторичных источников питания. В ИОП используются различные виды преобразователей и регуляторов, согласующих параметры силовых цепей с параметрами питания элементов системы управления. Когда источником питания является силовая сеть переменного тока, основой ИОП служат маломощные трансформаторы с несколькими вторичными обмотками на разные напряжения. Эти обмотки подключаются к выпрямителям с выходными, обычно, емкостными фильтрами. Стабилизация уровней выходных напряжений осуществляется стабилитронами или транзисторными регуляторами в дискретном или интегральном исполнениях.

Применяются ИОП с бестрансформаторным входом. Переменное напряжение силовой цепи в этом случае непосредственно поступает на выпрямитель. Выходное напряжение выпрямителя преобразуется инвертором в переменное напряжение повышенной частоты (до 20 кГц). Затем это напряжение трансформируется, снова выпрямляется и фильтруется. Трансформация и фильтрация при повышенных частотах позволяет существенно уменьшить массу и габаритные размеры ИОП.

При питании ИОП от сети постоянного тока постоянное напряжение инвертируется в переменное напряжение повышенной частоты. Затем оно трансформируется, выпрямляется и фильтруется.

Потоки энергии отмечены на рис. 6.13 пунктирными стрелками.