- •В.О. Тырва электрические и электронные аппараты
- •Часть 1
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Устройство и назначение электроаппаратов
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Классификация электроаппаратов
- •1.3. Представление электроаппаратов и их частей в виде изобразительных моделей и схем
- •2.1. Виды и типы электрических контактов
- •2.2. Основные параметры коммутирующих контактов
- •2.3. Конструктивные особенности коммутирующих контактов
- •2.4. Переходное сопротивление контакта
- •2.5. Особенности контактной коммутации
- •2.6. Условия и способы гашения дуги постоянного тока
- •2.7. Особенности горения и гашения дуги переменного тока
- •2.8. Устройства гашения электрической дуги
- •2.9. Достоинства и недостатки контактной коммутации
- •3. Приводные устройства
- •3.1. Назначение и функциональные части привода
- •3.2. Механические передачи
- •3.3. Особенности механических передач с переключающей пружиной
- •3.4. Преобразовательные устройства
- •4. Электромагнитные преобразовательные устройства
- •4.1. Электромагнитные механизмы
- •4.2. Магнитные цепи электромагнитных систем
- •4.3. Особенности электромагнитных систем переменного тока
- •4.4. Статические характеристики электромагнитных систем
- •4.5. Вибрация якоря и устранение ее короткозамкнутым витком
- •4.6. Механическая характеристика электромагнитного привода
- •4.7. Динамические характеристики электромагнитного привода
- •4.8. Замедление и ускорение действия электромагнитного привода
- •4.9. Поляризованные электромагнитные механизмы
- •4.10. Электромагниты тормозных устройств
- •5. Управляемые дроссели
- •5.1. Управление передачей энергии изменением индуктивности электрической цепи
- •5.2. Дроссель с подмагничиванием
- •Исходя из закона электромагнитной индукции, представим
- •5.3. Магнитный усилитель
- •6. Электронные элементы и устройства
- •6.1. Классификация и оценка эффективности электронных устройств
- •6.2. Транзисторные исполнительные устройства
- •6.3. Силовые транзисторные ключи
- •6.4. Тиристорные ключи
- •6.5. Безопасная работа и защита полупроводниковых ключей
- •6.6. Сравнительная характеристика силовых ключей
- •6.7. Электронные устройства управления
- •6.8. Формирователи импульсов управления
- •6.9. Интегрированные функциональные элементы
- •Содержание Введение 3
- •Литература 129
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.