2.3.10 Блок обратной связи
Задача блока обратной связи при выбранной схеме управления заключается в преобразовании выходного переменного напряжения частоты 50 Гц в постоянное согласованное со схемой управления по уровню напряжение. Для этого необходимо выходное напряжение инвертора понизить до приемлемого уровня (с помощью дополнительной обмотки на силовом трансформаторе), выпрямить это напряжение и выделить его среднее значение. Принципиальная электрическая схема блока обратной связи приведена на рис. 2.28.
Выходное напряжение СГЭП, пониженное до уровня (2÷3) В, поступает на вход прецизионного выпрямителя, выполненного на операционных усилителях DA1, DA2 и диодах VD1, VD2, включенных в цепь обратной связи усилителя DA1. С помощью интегратора DA3 выделяется среднее значение выпрямленного напряжения за полупериод напряжения питающей сети и через ключ VT2 в конце каждого полупериода частоты измеряемого переменного напряжения передается в ячейку памяти С6, и далее через неинвертирующий усилитель DA4 c необходимым коэффициентом усиления передается на схему управления. После передачи информации в ячейку памяти интегратор обнуляется с помощью включения на короткое время транзистора VT1. При изменении выходного напряжения силового инвертора под воздействием дестабилизирующих факторов на выходе микросхемы DA4 формируется ступенчато-постоянное напряжение. На рис. 2.29 приведены диаграммы напряжений, поясняющие работу блока обратной связи.
Ток, потребляемый схемой обратной связи от источника питания собственных нужд по цепям 15 В, не превышает 100 мА.
Рисунок 2.28 — Схема обратной связи
Рисунок 2.29 — Временные диаграммы схемы ОС
2.3.11 Блок защиты
Защиту основных узлов СГЭП от перегрузки по току нагрузки на уровне 1,2Iном выполняет схема защиты снятием управления с ключей инвертора. Для этого в выходную цепь силового канала установлен датчик тока нагрузки, который может быть выполнен на основе токовых шунтов, трансформаторов тока или других элементов. В данном случае используем трансформатор тока, так как он обеспечивает гальваническую развязку силовой цепи переменного тока высокого напряжения с низковольтной цепью схемы управления. Схема блока защиты приведена на рис. 2.30.
Рисунок 2.30 — Блок защиты
Схема работает следующим образом. При нажатии кнопки S1 на вход 5 микросхемы DD1 поступает сигнал логического нуля и на его выходе 6 формируется сигнал логической единицы, разрешающий подачу сигналов управления на управляющие входы силового инвертора. Если ток нагрузки не превышает допустимых пределов 1,2IНОМ, то напряжение на входе 3 компаратора DA1 меньше, чем на неинвертирующем входе 2, а на выходе 7 компаратора DA1 поддерживается сигнал логической единицы. При увеличении тока нагрузки выше 1,2IНОМ на выходе 6 компаратора появляется логический нуль и RS-триггер, реализованный на элементах 2И-НЕ микросхемы DD1, формирует на выходе сигнал логического нуля, прекращающего подачу импульсов управления на управляющие входы силового инвертора. Повторный запуск осуществляется путем нажатия кнопки S1 после устранения причины, вызвавшей увеличение тока нагрузки. Расчет трансформатора, выполняющего роль датчика тока, производится по известным методикам.
Ток, потребляемый схемой защиты от источника питания собственных нужд по цепям + 5 В и + 15 В, не превышает 10 мА.