Файл: Electron_SE.pdf

291

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

Ðåãóëþâàëüí³ õàðàêòåðèñòèêè äëÿ îáîõ âèïàäê³â íàâåäåíî íà ðèñ. 9.42.

U

d

ð/2

ð

á

U

d0

ç 

VD0

áåç 

VD0

Ðèñ. 9.42 – Ðåãóëþâàëüí³ õàðàêòåðèñòèêè êåðîâàíîãî âèïðÿìëÿ÷à

ïðè àêòèâíî-³íäóêòèâíîìó íàâàíòàæåíí³

9.11. Ñèñòåìè ³ìïóëüñíî-ôàçîâîãî êåðóâàííÿ (ѲÔÊ)

9.11.1. Çàãàëüí³ ïîëîæåííÿ

Çàâäàííÿì Ñ²ÔÊ º ãåíåðàö³ÿ ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ íåîáõ³äíî¿ àìïë³-

òóäè, òðèâàëîñò³ ³ ôîðìè, ðîçïîä³ë ¿õ ïî â³äïîâ³äíèõ âåíòèëÿõ ³ âèçíà-

÷åííÿ ìîìåíòó ïîäà÷³ öèõ ³ìïóëüñ³â â³äíîñíî ïåðåõîäó çì³ííî¿ íàïðóãè

÷åðåç íóëü.

ѲÔÊ ïîâèííà â³äïîâ³äàòè òàêèì âèìîãàì:

1) çàáåçïå÷óâàòè äîñòàòíþ äëÿ âìèêàííÿ òèðèñòîð³â àìïë³òóäó íà-

ïðóãè ³ ñòðóìó ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ – (10...20) Â, (20...2000) ìÀ;

2) çàáåçïå÷óâàòè  âèñîêó  êðóòèçíó  ôðîíò³â  ³ìïóëüñ³â  –

(150...200) Â/åëåêòðè÷íèõ ãðàäóñ³â;

3) çàáåçïå÷óâàòè ðåãóëþâàííÿ çíà÷åííÿ êóòà 

a

 ó çàäàíîìó ä³àïà-

çîí³ ç íåîáõ³äíîþ òî÷í³ñòþ;

4) çàáåçïå÷óâàòè ñèìåòð³þ ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ ïî ôàçàõ âèïðÿì-

ëÿ÷à;

5) çàáåçïå÷óâàòè  äîñòàòíþ  äëÿ  íàä³éíîãî  âìèêàííÿ  òèðèñòîð³â

òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ – âçàãàë³ ¿õíÿ òðèâàë³ñòü ìîæå ñêëà-

äàòè (

p

-

a

), àëå öå íååêîíîì³÷íî, äîñòàòíüî, ùîá âîíà áóëà òàêîþ,

êîëè  ñòðóì ÷åðåç òèðèñòîð çà ÷àñ ä³¿ ³ìïóëüñó ïåðåâèùóº çíà÷åííÿ

ñòðóìó óòðèìàííÿ;

6) ìàòè âèñîêó çàâàäîñò³éê³ñòü.

292

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Çàëåæíî â³ä ê³ëüêîñò³ êàíàë³â, ÿêèìè ôîðìóþòüñÿ ³ìïóëüñè êåðóâàí-

íÿ, Ñ²ÔÊ ïîä³ëÿþòüñÿ íà îäíî- òà áàãàòîêàíàëüí³.

Çà ñïîñîáîì ïîáóäîâè áóâàþòü Ñ²ÔÊ ç ãîðèçîíòàëüíèì, âåðòèêàëü-

íèì òà öèôðîâèì (äèñêðåòíèì) êåðóâàííÿì.

Çà ïðèíöèïîì ä³¿ âîíè ïîä³ëÿþòüñÿ íà ñèíõðîíí³ (êîëè â³äë³ê çàòðèì-

êè âèäà÷³ ³ìïóëüñ³â êåðóâàííÿ âåäåòüñÿ â³ä íåçì³ííî¿ ôàçè ìåðåæ³) òà

àñèíõðîíí³ (â³äë³ê çàòðèìêè âåäåòüñÿ â³ä ïîïåðåäíüîãî ³ìïóëüñó).

Çàòðèìêà ³-ãî ³ìïóëüñó ó ñèíõðîííèõ Ñ²ÔÊ:

( ) ( )

,

1

2

m

i

i

u

i

m

t

θ

+

−

π

+

ϕ

=

ω

(9.104)

äå m – ÷èñëî ôàç âèïðÿìëÿ÷à;

i – ïîðÿäêîâèé íîìåð ³ìïóëüñó;

q

i

– ðåãóëüîâàíà çàòðèìêà ³-ãî ³ìïóëüñó;

j 

– ïî÷àòêîâà ôàçà íàïðóãè ìåðåæ³ (íåðåãóëüîâàíà çàòðèìêà).

Çàòðèìêà ³ìïóëüñó ó àñèíõðîííèõ Ñ²ÔÊ:

( )

,

2

1

m

i

i

i

u

m

t

t

θ

+

π

+

ω

=

ω

−

(9.105)

äå 

w

t

i-1 

– ÷àñîâà çàòðèìêà ïîïåðåäíüîãî ³ìïóëüñó.

Àñèíõðîíí³ Ñ²ÔÊ ìîæóòü âèêîðèñòîâóâàòèñÿ ëèøå ó çàìêíåíèõ ñèñ-

òåìàõ  àâòîìàòè÷íîãî  ðåãóëþâàííÿ  (ÑÀÐ).  Òîìó  á³ëüøå  ðîçïîâñþ-

äæåííÿ çíàéøëè ñèíõðîíí³ Ñ²ÔÊ, ùî âèêîðèñòîâóþòüñÿ ÿê ó çàìêíåíèõ,

òàê ³ ó ðîç³ìêíåíèõ ÑÀÐ.

9.11.2. ѲÔÊ ç ãîðèçîíòàëüíèì êåðóâàííÿì

ӠѲÔÊ, ùî ðåàë³çóþòü ãîðèçîíòàëüíèé  ñïîñ³á  êåðóâàííÿ,  êå-

ðóþ÷èé ³ìïóëüñ ãåíåðóºòüñÿ, êîëè ñïåö³àëüíà çì³ííà êåðóþ÷à íàïðóãà

ïðîõîäèòü ÷åðåç íóëü.

Çàòðèìêà  ³ìïóëüñó  ðåãóëþºòüñÿ  çì³íîþ  ôàçè  êåðóþ÷î¿  íàïðóãè

â³äíîñíî íàïðóãè ìåðåæ³, òîáòî í³áè çñóâîì êåðóþ÷î¿ íàïðóãè ãîðèçîí-

òàëüíî.

Ðîçãëÿíåìî ðîáîòó Ñ²ÔÊ ç ãîðèçîíòàëüíèì êåðóâàííÿì íà ïðèêëàä³

îäíîãî êàíàëó áàãàòîêàíàëüíî¿ ñèñòåìè êåðóâàííÿ, ñòðóêòóðíà ñõåìà

ÿêîãî çîáðàæåíà íà ðèñ. 9.43.

293

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

u

1

VS1

u

a

u

ê

Ñ

ÃÇÍ

ÌÔÎ

ÔÇÏ

Ô²

ÏÏ

u

i

u

ì

Ðèñ. 9.43 – Ñòðóêòóðíà ñõåìà êàíàëó áàãàòîêàíàëüíѲÔÊ

ç ãîðèçîíòàëüíèì êåðóâàííÿì

Íà ñõåì³ ïîçíà÷åíî:

Ñ – ñèíõðîí³çàòîð;

ÃÇÍ – ãåíåðàòîð çì³ííî¿ íàïðóãè;

ÌÔΠ– ìîñòîâèé ôàçîîáåðòà÷ (çàáåçïå÷óº ðåãóëþâàííÿ ôàçè íà-

ïðóãè u

1

 â³ä 0 äî 

p

);

ÔÇÏ – ôàçîçñóâíèé ïðèñòð³é;

Ô² – ôîðìóâà÷ ³ìïóëüñ³â (âèðîáëÿº ïðÿìîêóòí³ ³ìïóëüñè íàïðóãè ïðè

ïðîõîäæåíí³ è

ê

 ÷åðåç 0);

 ÏÏ – ï³äñèëþâà÷ ïîòóæíîñò³ (ï³äñèëþº ïîòóæí³ñòü êåðóþ÷îãî ³ì-

ïóëüñó è

³

äî ð³âíÿ, íåîáõ³äíîãî äëÿ íàä³éíîãî âìèêàííÿ òèðèñòîðà).

Íà ðèñ. 9.44 íàâåäåí³ ÷àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè òàêѲÔÊ.

u

i

u

ê

è

1

ϑ

ϑ

ϑ

α

Ðèñ. 9.44 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè Ñ²ÔÊ ç ãîðèçîíòàëüíèì êåðóâàííÿì

Ñõåìà ìîñòîâîãî ôàçîîáåðòà÷à òà ä³àãðàìà íàïðóã íà íüîìó çîáðà-

æåí³ íà ðèñ. 9.45. Ôàçîîáåðòà÷ ñêëàäàºòüñÿ ³ç òðàíñôîðìàòîðà TV ç

äâîìà ï³âîáìîòêàìè, çì³ííîãî ðåçèñòîðà R òà êîíäåíñàòîðà C.

294

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

â

â

d

α

d

ñ

ñ

à

à

R

TV 

u

c

u

cd

u

cd

u

R

C 

u

1

          à)                                              á)

Ðèñ. 9.45 – Ìîñòîâèé ôàçîîáåðòà÷ (à) òà éîãî ä³àãðàìà íàïðóã (á)

è

cd

 – êåðóþ÷à íàïðóãà (è

ê

).

Ïðè çì³í³ îïîðó ðåçèñòîðà R â³ä íóëÿ äî íåñê³í÷åííîñò³ êóò 

a

 çì³íþ-

ºòüñÿ â³ä 0 äî 

p

.

Äî íåäîë³ê³â òàêî¿ ñõåìè ñë³ä â³äíåñòè:

1) äîñèòü âèñîêó ³íåðö³éí³ñòü, çóìîâëåíó ïåðåõ³äíèìè ïðîöåñàìè ó

RC-êîë³ ïðè âìèêàíí³ íàïðóãè;

2) êðèòè÷í³ñòü äî ôîðìè ³ ÷àñòîòè âõ³äíî¿ íàïðóãè (íàïðóãè ìåðåæ³);

3) ñêëàäí³ñòü çàáåçïå÷åííÿ ³äåíòè÷íîñò³ âåëè÷èíè 

a

 â áàãàòîêàíàëü-

íèõ Ñ²ÔÊ;

4) â³äíîñíó ñêëàäí³ñòü àâòîìàòèçàö³¿ ïðîöåñó ðåãóëþâàííÿ (ðåãó-

ëþâàííÿ îïîðó R).

Öå îáìåæóº âèêîðèñòàííÿ ãîðèçîíòàëüíîãî ñïîñîáó êåðóâàííÿ.

9.11.3. Ñ²ÔÊ ç âåðòèêàëüíèì êåðóâàííÿì

Á³ëüø øèðîêî çàñòîñîâóþòü-

ñÿ Ñ²ÔÊ, ùî ðåàë³çóþòü âåðòè-

êàëüíèé ñïîñ³á êåðóâàííÿ, çà

ÿêîãî  êåðóþ÷èé  ³ìïóëüñ  ãåíå-

ðóºòüñÿ ó ìîìåíò çð³âíÿííÿ íà-

ïðóãè, ùî çì³íþºòüñÿ ë³í³éíî, òà

ïîñò³éíî¿  îïîðíî¿  íàïðóãè  êå-

ðóâàííÿ.  Öåé  ïðîöåñ  ³ëþñòðó-

þòü ÷àñîâ³ ä³àãðàìè, íàâåäåí³ íà

ðèñ. 9.46, äå ïîçíà÷åíî:

u

i

u

α

U

îï

è

ë

ϑ

ϑ

Ðèñ. 9.46 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè

ìåòîäó âåðòèêàëüíîãî êåðóâàííÿ

295

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

è

ë

 – ë³í³éíî çì³íþâàíà íàïðóãà;

U

îï

 – îïîðíà íàïðóãà.

Êóò êåðóâàííÿ 

a

 çì³íþºòüñÿ ç³ çì³íîþ U

îï

 – í³áè ïî âåðòèêàë³.

Ïðèñòð³é, äå ïîð³âíþþòüñÿ è

ë

 òà U

îï

, íàçèâàºòüñÿ âóçëîì ïîð³âíÿííÿ

(ÂÏ). Â³í ãåíåðóº ñèãíàë ó ìîìåíò çì³íè çíàêó ð³çíèö³ íàïðóã (è

ë

-U

îï

).

ѲÔÊ ç âåðòèêàëüíèì êåðóâàííÿì ìîæóòü áóòè îäíîêàíàëüíèìè òà

áàãàòîêàíàëüíèìè. Îñòàíí³ íàáóëè øèðøîãî ðîçïîâñþäæåííÿ.

Íà ðèñ. 9.47 çîáðàæåíà ôóíêö³îíàëüíà ñõåìà äâîêàíàëüíѲÔÊ ç

âåðòèêàëüíèì êåðóâàííÿì îäíîôàçíîãî äâîï³âïåð³îäíîãî âèïðÿìëÿ÷à

ç íóëüîâèì âèâîäîì (äèâ. ðèñ. 9.37).

u

a1

U

îï

è

a2

è

a1

ÃËÍ

ÃËÍ

ÔÇÏ 2

ÔÇÏ 1

ÂÏ

ÔI

ÏÏ

ÂÏ

u

a2

ÔI

Êàíàë 1

Êàíàë 2

VS1

VS2

ÏÏ

Ðèñ. 9.47 – Ôóíêö³îíàëüíà ñõåìà äâîêàíàëüíѲÔÊ ç âåðòèêàëüíèì

êåðóâàííÿì îäíîôàçíîãî äâîï³âïåð³îäíîãî âèïðÿìëÿ÷à ç íóëüîâèì âèâîäîì

Íà í³é ïîçíà÷åíî:

ÃËÍ – ãåíåðàòîð ë³í³éíî çì³íþâàíî¿ íàïðóãè;

ÂÏ – âóçîë ïîð³âíÿííÿ íàïðóã;

ÔÇÏ – ôàçîçñóâíèé ïðèñòð³é;

Ô² – ôîðìóâà÷ ³ìïóëüñ³â;

ÏÏ – ï³äñèëþâà÷ ïîòóæíîñò³.

×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè êàíàëó Ñ²ÔÊ ç âåðòèêàëüíèì êåðóâàííÿì

íàâåäåí³ íà ðèñ. 9.48.

ϳä ÷àñ ä³¿ íà òèðèñòîð ïîçèòèâíî¿ ï³âõâèë³ àíîäíî¿ íàïðóãè è

a

 ÃËÍ

ãåíåðóº ë³í³éíî çì³íþâàíó íàïðóãó è

ë

, ùî íàäõîäèòü íà îäèí ç âõîä³â

âóçëà ïîð³âíÿííÿ ÂÏ. Íà äðóãèé âõ³ä ÂÏ ïîäàºòüñÿ ïîñò³éíà îïîðíà

íàïðóãà U

îï

.