11. Цифровые сифу (рис 4.5)

В цифровой системе управления необходимая величина фазы задается в виде цифрового кода, который хранится в запоминающем устройстве, откуда поступает в преобразователь «цифровой код – фазовый угол». Структурная схема такого преобразователя для одного канала приведена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5. Структурная схема цифровой системы управления

Цифровой код фазы управляющих импульсов поступает от запомина­ющего устройства (ЗУ) и записывается в регистре Р. В момент времени, когда на аноде соответствующего тиристора В появ­ляется положительное напряжение u_а (α = 0, смотри рисунок 4.4, в), открывается ключевая схема К по входу «Пуск» и счетчик импуль­сов (СИ) начинает считать импульсы, поступающие от генерато­ра эталонной частоты (ГЭЧ). Число импульсов в счетчике им­пульсов считается в том же коде, в котором представлена циф­ра — код фазы в регистре Р. При равенстве числа импульсов в счетчике числу импульсов в регистре схема совпадения (СС) вы­рабатывает импульс, фаза которого относительно момента α = 0 будет пропорциональна числу импульсов, записанных в ре­гистре Р. Импульс с выхода СС через выходной каскад (ВК) поступает на управляющий электрод тиристора В, а по цепи об­ратной связи закрывает ключевую схему по входу «Стоп», и счет импульсов прекращается, При этом счетчик импульсов (СИ) устанавливается в исходное положение и схема готова к следую­щему циклу преобразования. Цифровые системы отличаются высокой точностью и быстро­действием.

12. Многоканальные сифу

Выходные каскады вырабатывают последовательность сдвоенных импульсов (смотри рисунок 4.4, в). Сдвоенные импульсы необходимы для обеспечения пускового режима выпрямителя и его нормальной работы в режиме прерывистых токов. С этой целью между формирователями импульсов введены дополнительные связи ( смотри рисунок 4.4, б).

На базе рассмотренной СУ построено управление трехфазным мостовым выпрямителем в преобразователе ТПС-270к.

Поскольку каждый канал системы управления работает с частотой питающей сети, его синхронизация с сетью не вызывает затруднений, а фазовый сдвиг управляющих импульсов создается в канале ФСУ.

Система управления проста, так как отсутствует распределитель импульсов по каналам, и обладает высоким быстродействием. Основной недостаток системы – возможная несимметрия управляющих импульсов (до ± 3%) из-за трудности получения совершенно одинаковых характеристик ФСУ для всех каналов.

13. Задающие генераторы (рис. 4.10)

В преобразователях частоты и автономных инверторах часто­та включения тиристоров силовой схемы определяет частоту вы­ходного преобразованного напряжения. Эта частота задается сиг­налами, вырабатываемыми генераторами, называемыми в данных случаях задающими ЗГ. Частота генерируемых ЗГ импульсов может быть постоянной или регулируемой.

В качестве задающего генератора можно использовать RC или LC-генераторы синусоидальных колебаний, мультивибраторы, блокинг-генераторы, генераторы на однопереходных транзисторах, кварцевые генераторы и т. п. [3,4—7].

Использование того или другого типа задающего генератора зависит от необходимого диапазона регулирования выходной частоты и ее стабильности. В наиболее полной мере требования обеспечения широкого диапазона регулирования и стабильности отвечают схемы задающих генераторов, выполненные на интегральных схемах транзисторно-транзисторной логики ТТЛ и операционных усилителях ОУ.

На рисунке 4.10, а, б представлены схемы мультивибраторов на интегральных схемах ТТЛ.

a) б)

Рисунок 4.10. Схемы мультивибраторов на логических элементах ТТЛ

Принцип работы схемы ( смотри рисунок 4.10,6) заключается в следующем. При подключении схемы к источнику питания (на рисунке источник не показан) логические схемы устанавливаются в исходное состояние: У1 и УЗ - в единичное, У2 - в нулевое. Конденсатор С заряжается по цепи УЗ (1) -R-R1-С-УЗ (0). Когда напряжение на левой обкладке конденсатора достигнет единичного значения (порога срабатыва­ния), схема У1 переходит в новое состояние: на входе - 1, на выходе - 0. Последовательно изменяют состояние У2 и УЗ, та есть на выходе УЗ появится 0. Конденсатор С начинает разря­жаться по цепи (+С)-У1-У2-(—С) до тех пор, пока напряжение левой обкладки на конденсаторе не достигнет нулевого порога срабатывания логической схемы У1. При этом схема возвращает­ся в исходное положение. Частота генератора определяется вы­ражением

. (4.3)

Генераторы, выполненные на интегральных схемах ТТЛ, имеют температурную нестабильность порядка 2—3%, так как с повы­шением температуры растет порог срабатывания логических элементов. Меньшей нестабильностью обладают мультивибраторы на операционных усилителях (ОУ) (порядка 0,5—1%). Схема генератора на ОУ приведена на рисунке 1.31,6. Более высокая стабильность частоты имеет место у генераторов с компаратором на выходе. Компаратор напряжения (сравнивающее устройство) предназначен для получения перепада напряжения или короткого импульса на выходе в момент равенства двух входных напряжений — опорного и входного сигнала. Простейший компа­ратор — насыщающийся ОУ.