17.2. Косинусний принцип керування

ФЗП з косинусним принципом керування (рис. 93) містить синхрозувальний трансформатор (СТр), генератор синусоїдної напруги (ГСН), компаратор (К) і формувач керувальних імпульсів (ФКІ).

Формування керувального імпульсу відбувається в момент рівнос­ті опорної напруги та напруги керування . Зміна кута керування відбувається за виразом а = arcos (Uk/Um) , що пояснюється часовими діаграмами (рис. 90, б). ГСН формує опорну напругу відповідно до напруги мережі, що накладає вимогу синусоїдальності до останньої. Якщо напругу мережі не можна відфільтрувати від гармонік і вона буде несинусоїдальною, то отримується похибка в роботі ФЗП, тому рекомендують в цьому випадку використовувати лінійний принцип керування.

Рис. 93. Структурна схема ФЗП косинусного принципу керування

17.3. Цифрові системи керування

На даному етапі розроблення СК широко використовуються цифро­ві ФЗП, які працюють за вертикальним принципом керування. В таких системах вся інформація подається числовим n-розрядним кодом. Струк­турну схему такої СК зображено на рис. 94, яка містить мультивібратор (MB), лічильник (Л), синхронізатор (С) і цифрову систему порівняння (ЦСП). Принцип роботи полягає в порівнянні опорного цифрового коду К_ои, який є функцією часу, з цифровим керувальним кодом. Якщо ці ко­ди однакові на виході ЦСП видається логічна одиниця, а момент часу відповідає куту керування. Синхронізатор використовується для налаш­тування лічильника при зміні полярності напруги живлення.

Необхідною умовою роботи такого ФЗП є те, щоб зміна величини опорного коду від максимального значення до мінімального відбува­лась за половину періоду частоти мережі f_м. Тому частоту імпульсів

мультивібратора вибирають за умовою f_мв = 2"⁺¹ * f_м , де п — розрядність числового коду.

Рис. Структурна схема цифрового ФЗП вертикального типу

Приклади до розділу

Задача 17.1. Визначити значення кута керування ФЗП з лінійним принципом, якщо максимальна опорна напруга U_m =42 В, а напруга керу­вання U_K = 8B.

Розв'язок: Відповідно до виразу для кута керування в ФЗП з ліній­ним принципом отримаємо

Задача 17.2. Визначити значення кута керування а ФЗП з коси­нусним принципом за умови, що амплітудне значення опорної напруги U_m - 50 В, а напруга керування U_K = 12 В.

Розв’язок: Для ФЗП з косинус ним принципом кут керування визначається за виразом

Відповідно значення кута дорівнює

Задача 17.3. Для цифрового восьмиразрядного ФЗП визначити частоту імпульсів мультивібратора, якщо період напруги живлення Т = 0,02С.

Розв'язок: Значення частоти мультивібратора визначаємо за ви­разом f_мв -2^п+1 * f_н. Для восьмиразрядного ФЗП п - 8, а частоту напруги мережі знаходимо як

fмв = 2 ⁹ * 50 = 25600 Гц

Запитання для самоперевірки

1. Вкажіть призначення систем керування.

2. Назвіть основні компоненти СК.

3. Вкажіть основні характеристики ФЗП з лінійним і косинусном принципами керування.

4. За якими принципами реалізуються фазозсувальні пристрої?

5. У чому полягає лінійний принцип керування.

6. Поясніть косинусной принцип формування кута керування.

7. Яка особливість цифрових ФЗП?

8. Яка умова накладається на генератор імпульсів у цифровій системі керування?

9. Подайте корюшку характеристику широтно-імпульсного перетво­рювача.

ЗАДАЧІ НА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ

17.1с. Для ФЗП з лінійним принципом керування визначити значення напруги керування, щоб забезпечити кут керування а = 45⁰ при максимальному значенні опорної напруги U_m = 50 В.

(Відповідь: 25 В).

17.2с. Обчислити максимальне значення опорної напруги ФЗП з ліній­ним принципом керування, щоб забезпечити кут керування а = 30⁰, якщо напруга керування U_Kep =10 5.

(Відповідь: 15В).

17.3с. Для ФЗП з лінійним принципом керування обчислити значення куша керування, якщо максимальне значення опорної напруги U_m = 100 В, а напруга керування С/ = 25 В.

(Відповідь: а = 67,5").

17.4с. Обчислити кут керування ФЗП, з косинусним принципом керу­вання, якщо максимальне значення опорної напруги U "- 60 В.

(Відповідь: 6(f).

17.5с. Визначити необхідне значення напруги керування ФЗП, щоб за­безпечити кут керування ФЗП з косинусним принципом керування а = 25", якщо максимальна опорна напруга U_m = 80 В.

(Відповідь: 72,5 В).

17.6с. Для ФЗП з косинусним принципом керування обчислити макси­мальне значення опорної напруги, якщо кут керування а = 42⁰, а напруга керування U_K =30 В.

(Відповідь: 40,37 В).

17.7с. Дія цифрового чотирирозрядного ФЗП визначити частоту імпуль­сів мультивібратора, якщо частота напруги живлення f= 100 Гц.

(Відповідь: 3200 Гц).

17.8с. Дія цифрового шістнадцятирозрядного ФЗП. частота напруги жив­лення якого/- 50 Гц, обчислити період імпульсів мультивібратора.

(Відповідь: 0,152 мкс).

17.9с. Визначити частоту напруги живлення восьмиразрядного ФЗП за умови, що період імпульсів дорівнюватиме Т = 5*10^-5с

(Відповідь: 39 Гц).

17.10с. Визначити розрядність цифрового ФЗП, частота напруги .живлення якого f = 50 Гц, а частота імпульсів мультивібратора f_мв= 25600 Гц.

(Відповідь: 8).

РОЗДІЛ 18