Приклади до розділу

Задача 11.1. Визначити частоту вихідної напруги однофазного перетворювача частоти з безпосереднім зв'язком, якщо частота вхідної напруги f₁ = 100 Гц. (п=2).

Розв'язок; Згідно з поданий виразом, для вихідної частоти вказа­ного перетворювача (m=1) отримаємо

Запитання для самоперевірки

1. Яке призначення перетворювачів частоти?

2. Назвіть основні компоненти перетворювача частоти.

3. У чому полягає інвертування сигналів?

4. Поясність принцип роботи інвертора веденого мережею живлення.

5. Яка особливість автономних інверторів?

6. За якими ознаками класифікуються перетворювачі частоти?

7. Назвіть переваги ти недоліки перетворювачів частоти з ланкою постійного струму.

8. Поясність принцип роботи циклоконвертора.

9. У чому особливості роботи безпосереднього перетворювача час­тоти з примусовою комутацією.

10. Які переваги та недоліки перетворювача частоти з проміжною ланкою змінного струму?

Задачі на самостійне опрацювання

11.1с. Визначити частоту вихідної напруги однофазного перетворю­вача частоти з природною комутацією, якщо частота вхідної на­пруги f₁ =140 Гц, п =3.

(Відповідь: 20 Гц)

11.2с. Визначити частоту вхідної напруги трифазного перетворю­вача частоти з природною комутацією, якщо частота вихідної напруги f₂=90 Гц, п=5.

(Відповідь: 390Гц).

11.3с. Визначити тривалість паузи in перетворювача частоти з плавним регулюванням частоти, якщо частота вхідної напруги 500 Гц, а кут між вимкненням однієї та вмиканням іншої груп ти­ристорів φп = 0,628рад. (Відповідь: 0,2 мс).

(Відповідь: 0,2 мс)

11.4с. Трифазний перетворювач частоти з плавним регулюванням частоти має паузу φn= 0,312 рад між вимкненням анодної та увімкненням катодної груп тиристорів. Визначити частоту ви­хідної напруги перетворювача, якщо частота вхідної напруги f₁ = = 600 Гц, п=2.

(Відповідь: 246,64 Гц).

11.5с. Частота вихідної напруги однофазного перетворювача часто­ти з дискретним регулюванням частоти f₂=120 Гц при п=1. Виз­начити частоту вихідної напруги перетворювача, якщо n=4.

(Відповідь: 40 Гц).

11.6с. В однофазного безпосереднього перетворювача частоти з примусовою комутацією збільшили величину кута керування ти­ристорами. Встановити, як зміниться (збільшиться чи змен­шиться) при цьому частота вихідної напруги, якщо f₁- const. Від­повідь обгрунтувати.

(Відповідь: зменшиться).

11.7с. В однофазного безпосереднього перетворювача частоти з при­мусовою комутацією необхідно зменшити період вихідного сигна­лу при f₁ = const. Як для цього потрібно змінити (збільшити чи зменшити) кут керування тиристорами. Відповідь обґрунтувати.

(Відповідь: збільшити).

РОЗДІЛ 12

Логічні операції та елементи

Після вивчення та опрацювання даного розділу студенти повинні знати логічні функції та основні логічні операції. Вміти складати таблиці істинності для логіч­них операцій. Знати схемотехнічну реалізацію елементів логіки та вміти пояснити їх роботу.

Ключові терміни та поняття:

* логічний елемент, ^л логічна функція, ^х логічна одиниця, ^ж логічний нуль, * логічне множення (кон'юнкція), * логічне додавання (диз'юнкція), * ло­гічне заперечення (інверсія), * таблиця істинності

Елементною базою цифрової техніки є логічні елементи, які ком­понуються разом із запам'ятовувальними пристроями.

Логічні елементи — це електронні схеми, що відтворюють логічні функції й оперують логічними величинами, які прийма­ють тільки два значення: логічну одиницю та логічний нуль.

Найпоширенішими є елементи потенційного типу, в яких логічній одиниці відповідає рівень високого потенціалу (додатного чи від'єм­ного) або напруги, а логічному нулю — низький рівень (рис. 71).

Рис. 71. Рівні напруги, що відповідають логічним величинам

Логічні елементи виконують логічні операції, внаслідок чого вхід­на інформація перетворюється за відповідними логічними правилами у вихідну. Ці правила описуються таблицями істинності для кожної логічної операції, які формуються на основі алгебри логіки. Основни­ми є такі логічні функції:

> НЕ — логічне заперечення (інверсія). Записується виразом у = х,

тобто у дорівнює не х;

> АБО — логічне додавання (диз'юнкція). Записується виразом у = x1 v х₂. який вказує, що до логічної величини х/ додається вели­чина х₂;

> I— логічне множення (кон'юнкція). Запис цієї операції має такий вираз у = Х_у ^Х₂.

Ці логічні функції реалізуються відповідними логічними елемен­тами з аналогічними назвами. Елементною базою логічних пристроїв є напівпровідникові діоди чи біполярні транзистори, які утворюють схеми транзисторно-транзистоної логіки (ТТЛ). Найпростіші схемні реалізації вказаних логічних елементів зображено на рис.72.

Логічний елемент НЕ (рис.72, а) виконано з використанням тран­зисторного ключа. Величина напруги живлення +U має значення, що відповідає логічній одиниці. Якщо сигнал на вході транзистора U_вх за величиною дорівнює логічній одиниці, то транзистор відкритий і вихідна напруга дорівнює Uk_Енас, яка за величиною відповідає логіч­ному нулю. І, навпаки, якщо на вході транзистора сигнал дорівнює ло­гічному нулю, то транзистор закритий і вихідна напруга U_ВИХ = +U,

що відповідає логічній одиниці. Таким чином, логічна величина на виході завжди буде протилежною до логічної величини на вході.

Рис. 72. Схеми реалізації логічних елементів: а) – НЕ; б) – АБО; в) – 1

Логічний елемент АБО реалізовано схемою (рис.72, б) з діодами VD1 і VD2. Напруга на виході такої схеми дорівнюватиме логічній одиниці, якщо хоча б на один із входів подано додатну напругу («+» до анода діода), величина якої дорівнює логічній одиниці.

Логічний елемент 1 теж реалізовано схемою з використанням на­півпровідникових діодів (рис.72, в), в якій накладена умова, що R₁ >> R₂. Напруга на виході елемента R₁ матиме значення U_вич =~ +U

тільки тоді, коли всі діоди будуть закриті, тобто на всі входи буде по­дано сигнал, що відповідає логічній одиниці.

Логічні операції, їх таблиці істинності та схемне позначення цих елементів подано в табл. 5.

Таблиця 5

Па практиці рідко використовуються логічні елементи, що реалі­зують тільки одну логічну операцію. В основному логічні елементи реалізують складні логічні функції. На рис.73 подані приклади реалі­зації складних логічних операцій І—НЕ та АБО—НЕ на основі прос­тих логічних елементів.

Рис. 73. Схемна реалізація складних логічних функцій: а) – І – НЕ; б) – АБО – НЕ