- •Основные координаты и характеристики
- •1.3. Формирование характеристик с помощью обратной связи по выходной координате
- •2.2. Структурные схемы механической части электропривода
- •2.3. Обобщенная структурная схема механической
- •2.4. Двигатель постоянного тока как
- •2.5. Двигатель постоянного тока последовательного
- •2.6. Асинхронный двигатель как
- •2.7. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым
- •2.8. Синхронный двигатель, как
- •2.10. Основные характеристики шагового двигателя
- •2.11. Уравнения электрического и механического равновесия. Эквивалентные схемы шагового
- •3.2. Электромагнитный усилитель поперечного поля
- •3.3. Магнитные усилители
- •Тиристорный преобразователь как динамическое звено
- •3.4.2. Широтно-импульсные преобразователи (шип)
- •Нереверсивный шип с тиристорным ключом
- •Характеристики управления нереверсивного шип.
- •3.6. Индуктивно-емкостные преобразователи тока.
- •3.6.2 Непосредственные преобразователи частоты
- •4.2. Согласующие элементы
- •Подстановка (4.26) в (4.27) даст
- •5.2. Датчики угла и рассогласования
- •5.2.1. Датчики на основе сельсинов и вращающихся
- •5.2.2. Потенциометрические датчики
- •5.2.3. Емкостные датчики
- •5.2.4 Цифровой датчик угла
- •5.3.2. Тахогенератор переменного тока
- •5.3.3. Частотные тахогенераторы
- •5.3.4. Тахометрический мост
- •5.3.5. Цифровые датчики скорости
- •5.4. Датчики электрических величин
4.2. Согласующие элементы
Функциональные элементы в составе систем управления – датчики, регуляторы, задающие блоки – могут быть разнородными по типу сигнала, роду тока, по сопротивлениям и мощности и т.п. Поэтому при соединении элементов возникает задача согласования их характеристик. Эту задачу решают согласующие элементы. К данной группе элементов относятся фазовые детекторы, согласующие род тока, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, согласующие тип сигнала, эмиттерные повторители, согласующие входные и выходные сопротивления, усилители мощности, гальванические разделители и другие элементы. Функцию согласования могут выполнять также элементы, нормально предназначенные для других целей. Например, рассмотренный в § 4.1 операционный усилитель оказывается эмиттерным повторителем относительно неинвертируемого
Рис. 4.14. Входные и выходные координаты
фазового детектора
входа при подключении выходного напряжения на инвертируемый вход. Для гальванического разделения может быть использован датчик напряжения. Такие и подобные им элементы оказываются очевидными или известными и не рассматриваются в данном параграфе.
Выделим из группы согласующих элементов для рассмотрения функционально более сложные и вместе с тем типовые элементы – фазовые детекторы, а также цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
Фазовый детектор (ФД) в научно-технической литературе получил ряд других названий: фазочувствительный усилитель, фазочувствительный выпрямитель, фазовый дискриминатор, демодулятор. В каждом названии делается попытка подчеркнуть основную функцию данного элемента в рассматриваемой схеме. Примем распространенное название – фазовый детектор, вкладывая в него все функции, возлагаемые на данный элемент.
Назначение ФД – преобразование входного напряжения переменного тока в выходное напряжение постоянного тока, полярность и амплитуда которого зависят от фазы входного напряжения (φ). Таким образом, ФД имеет две входные координаты и φ и одну выходную координату (рис. 4.14). Различают два режима работы ФД: амплитудный режим, когда фаза входного напряжения остается постоянной, принимая одно из двух значений 0 или , и ; фазовый режим, когда , , .
В амплитудном режиме ФД применяется как преобразователь сигнала рассогласования переменного тока в управляющий сигнал в следящих приводах постоянного тока, как преобразователь выходного сигнала тахогенератора переменного тока, как выходной каскад (демодулятор) в усилителях с промежуточным усилением на переменном токе и т.д. В фазовом режиме ФД применяется в системах управления, в которых контролируемой и управляющей величиной является плавно изменяющаяся фаза. В этом режиме ФД получает питание от фазовращательных устройств.
На фазовый детектор, как правило, не возлагается функция усиления напряжения. Поэтому коэффициент усиления ФД близок к единице.
На рис. 4.15 изображена расчетная схема замещения двухполупериодного ФД. Схема соответствует нулевой схеме выпрямления, в которой вентили заменены функциональными ключами К1 и К2. Сопротивление нагрузки , на котором выделяется выходное напряжение, соединяет средние точки а, 0 ключей и источников ЭДС управления . В каждый контур введено внутреннее сопротивление источника ЭДС управления . Состоянием ключей управляет опорная ЭДС в соответствии с алгоритмом: для К1 включен, т.е. , a K2 отключен.
Рис. 4.15. Расчетная
схема замещения фазового детектора
Рис. 4.16. Диаграмма
работы фазового детектора
т.е. ; для , а . Данный алгоритм может быть представлен формулами
(4.26)
Очевидно, что при замкнутом К1 выходная ЭДС между точками а, О равна , а при замкнутом К2 , т.е.
. (4.27)