1.3.4. Силовая схема

Сигналы управления тиристорами, предварительно усиленные измерительной схемой, гальванически развязываются при помощи оптопар (8, 9), затем вновь усиливаются транзисторными каскадами (10, 11) и непосредственно управляют состояниями тиристоров (14, 15). Двухпозиционное реле (18) осуществляет выбор нагрузки управляемого выпрямителя, это может быть либо активное сопротивление (22), либо ДПТ (24). Сигнал управления положением реле усиливается транзисторным каскадом (17). Преобразователи ток – напряжение (19, 20) представляют собой шунты, они преобразуют ток, протекающий в цепях якорей ДПТ и Г (26), в напряжение, которое поступает в измерительную схему.

Управление величиной нагрузки осуществляется с помощью широтно-импульсного модулятора (ШИМ – 16), сигнал с которого усиливается (21) и поступает на затвор полевого транзистора (23) работающего в ключевом режиме и замыкающего цепь якоря Г.

1.3.5. Источник питания

ИП осуществляет питание всего устройства от сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В, вырабатывая стабильные напряжения +5 В, ±15 В и переменное 30 В 50 Гц. Напряжения на выходе ИП гальванически изолированы друг от друга и от сетевого напряжения. Цепь стабилизации представляет собой последовательность следующих функциональных элементов: трансформатор напряжения (27, 28, 29), выпрямитель напряжения (31, 31), фильтр нижних частот (32, 33, 34), стабилизатор напряжения (35, 36, 37) (смотрите функциональную схему, Приложение Б).

1.3.6. Описание программы мк

Блок-схема программы МК представлена в Приложении Е. В момент включения УЛС, МК запускается автоматически, сразу же начинает выполняться записанная в него программа. В начале идет настройка процессора МК и его периферийных устройств, а именно: АЦП, ЦАП, Таймеров, УАПП. Затем контроллер переходит в режим ожидания прерывания от УАПП и внешнего прерывания. При срабатывании внешнего прерывания, что означает переход через 0 сетевого напряжения, Таймер 1 настраивается на переполнение через 10 мс, далее начинается расчет времени, через которое необходимо открыть тиристор, после чего в регистры Таймера 2 записываются необходимые значения, и он запускается, затем происходит расчет выходного значения регулятора. По прерыванию от Таймера 1 выполняется расчет времени, через которое необходимо открыть тиристор, в регистры Таймера 2 записываются необходимые значения, он запускается и происходит расчет выходного значения регулятора. При срабатывании прерывания от Таймера 2 происходит открытие тиристора соответствующего текущей полуволне сетевого напряжения. По прерыванию от УАПП, происходит запись пришедшего байта в массив, инкремент счетчика полученных байт, и обнуление Таймера 0. В случае, когда новые байты не приходят, Таймер 0 – не обнуляется, и соответственно, через некоторое время он переполняется и срабатывает прерывание. Обработчик прерывания от Таймер 0, обрабатывает полученные данные и в случае их корректности выполняет надлежащую функцию (чтение/запись), иначе отправляет сообщение об ошибке в полученных данных.

1.4. Конструкция прибора

УЛС представляет собой блок. Габаритные размеры 460×160×320 мм. Корпус металлический, передняя и верхняя стенки выполнены из оргстекла, нижняя из ДСП. На боковой стенке блок имеет разъем для подключения нуль-модемного кабеля и разъем для подведения напряжения питания (220 В, 50 Гц), предусмотрены предохранитель и сетевой переключатель. Металлические детали корпуса соединены с заземляющей клеммой сетевого кабеля. Внутри блока находится независимый источник питания, обеспечивающий всю установку необходимыми напряжениями, а именно переменным напряжением 30 В, 50 Гц, и постоянными +5В, ±15В. На основании находятся два идентичных ДПТ, валы которых жестко закреплены, один из них выполняет функцию исследуемого ДПТ, другой – работает в режиме генератора. Параметры двигателей приведены в таблице 1. На задней стенке, доступно для визуального наблюдения, закреплены силовая и измерительная части схемы, которые для функционального разделения были выполнены на двух разных платах. Микроконтроллер закреплен на левой боковой стенке. Силовая часть схемы гальванически развязана от измерительной схемы и микроконтроллера.