Λειτουργικός ενισχυτής: κυκλώματα μεταγωγής, αρχή λειτουργίας. Κύκλωμα ενισχυτή σε μη αντιστρεφόμενο λειτουργικό ενισχυτή. Κύκλωμα ενισχυτή τάσης συνεχούς ρεύματος σε λειτουργικό ενισχυτή. Στοιχεία και συσκευές κλειστών συστημάτων ελέγχου ηλεκτροκίνησης.
28. Ρυθμιστές suim.
1. Αναλογικοί ελεγκτές της κατηγορίας «εισόδου-εξόδου» βασισμένοι σε λειτουργικούς ενισχυτές
Ανεξάρτητα από τον τεχνολογικό σκοπό των ρυθμιστών, όλοι χωρίζονται σε 2 μεγάλες κατηγορίες:
Παραμετρικοί ελεγκτές της κατηγορίας "εισόδου / εξόδου" (ελεγκτές P-, PI-, PID-, κ.λπ.).
Ελεγκτές κατάστασης ACS (aperiodic, modal, κ.λπ.).
Η πρώτη κατηγορία ρυθμιστών στα λειτουργικά διαγράμματα του CS EP συμβολίζεται ως συνάρτηση μετάβασης.
1. Αναλογικός ελεγκτής (P controller).
Το σχηματικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.19.
Θα υποθέσουμε ότι στην είσοδο του ελεγκτή υπάρχει ένα σήμα σφάλματος ελέγχου Χ vh, και Χσε = Χ h - Χ os. Σε αυτή την περίπτωση, αντί για δύο αντιστάσεις RΡαβδί R os χρησιμοποιημένο ένα - Rεισαγωγή
Στοέξω ( t)=Προς την reg Χσε ( t).
2. Ενσωματωμένος ρυθμιστής (I-regulator).
Το σχηματικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.22.
Ρύζι. 4.22. Σχηματικό διάγραμμα του ενσωματωμένου ρυθμιστή
Λειτουργία μεταφοράς του ελεγκτή
όπου Τ ΤΚαι = R VX ΑΠΟ 0 .
Χρονική απόκριση του ρυθμιστή:
Στοέξω ( t)=Στοέξω (0)+ 1/ ( R VX ΑΠΟ 0)Χσε ( t)t.
Π 
μεταβατική διεργασία στον ελεγκτή υπό μηδενικές αρχικές συνθήκες ( Στο out (0)=0) θα έχει τη μορφή που φαίνεται στο σχ. 4.23.
Το λειτουργικό διάγραμμα του ενσωματωμένου ρυθμιστή φαίνεται στο σχ. 4.24.
3. Ρυθμιστής διαφορικού (D-regulator).
Το σχηματικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.25.
Λειτουργία μεταφοράς του ελεγκτή
όπου Τ D - σταθερά χρόνου του ολοκληρωτή, Τ D = R 0 ΑΠΟ VX.
Χρονική απόκριση του ρυθμιστή:
Στοέξω ( t)=Τρε (t),
όπου (t) είναι η συνάρτηση δέλτα Dirac.
Η μεταβατική διαδικασία στον ρυθμιστή θα έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 4.26.
ΑΠΟ 
Πρέπει να σημειωθεί ότι το περιορισμένο εύρος ζώνης των ίδιων των λειτουργικών ενισχυτών δεν επιτρέπει την καθαρή (ιδανική) διαφοροποίηση. Επιπλέον, λόγω της χαμηλής ατρωσίας θορύβου των διαφορικών ελεγκτών, έχει αναπτυχθεί η πρακτική της χρήσης πραγματικών διαφοροποιητικών ζεύξεων και τα διαγράμματα κυκλωμάτων τέτοιων ελεγκτών είναι κάπως διαφορετικά από αυτά που φαίνονται στο Σχ. 4.25.
Το λειτουργικό διάγραμμα του ελεγκτή διαφορικού φαίνεται στην εικ. 4.27.
4. Αναλογικός-ολοκληρωτικός ελεγκτής (PI controller).
Το σχηματικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.28.
Λειτουργία μεταφοράς του ελεγκτή
όπου κ REG - συντελεστής μεταφοράς ρυθμιστή, κ REG= R 0 /R VX;
ΤΕγώ είμαι η χρονική σταθερά του ολοκληρωτή, ΤΚαι = R VX ΑΠΟ 0 .
Χρονική απόκριση του ρυθμιστή:
Στοέξω ( t)=Στοέξω (0) + ( κ REG + t/ ( R VX ΑΠΟ 0))Χσε ( t).
Η μεταβατική διαδικασία στον ελεγκτή σε μηδενικές αρχικές συνθήκες θα έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 4.29.
Η συνάρτηση μεταφοράς ενός αναλογικού-ολοκληρωτικού ελεγκτή συχνά αναπαρίσταται όχι ως άθροισμα δύο όρων, αλλά ως ο λεγόμενος ισοδρομικός σύνδεσμος
, (4.53)
όπου Τ FROM - σταθερά χρόνου του ισοδρομικού συνδέσμου, ΤΑΠΟ = R 0 ντο 0 ,
ΤΚαι - χρονική σταθερά ολοκλήρωσης του ελεγκτή, ΤΚαι = R VX ντο 0 .
Ο ελεγκτής PI που περιλαμβάνεται στη δομή ACS παρέχει αντιστάθμιση για μία μεγάλη σταθερά χρόνου του αντικειμένου ελέγχου (βλ. Ενότητα 8.1).
Αναλογικός ελεγκτής διαφορικού (ελεγκτής PD)Το σχηματικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.31.
όπου κ κ REG= R 0 /R VX;
Τ D - σταθερά χρόνου του ολοκληρωτή, Τ D = R 0 ΑΠΟ VX.
Χρονική απόκριση του ρυθμιστή:
Στοέξω ( t)= κ REG Χσε ( t) +Τρε (t),
όπου (t) είναι η συνάρτηση δέλτα Dirac.
Π 
η μεταβατική διαδικασία στον ελεγκτή PD θα έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 4.32, το λειτουργικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.33.
Ρύζι. 4.32. Μεταβατική διαδικασία στον ελεγκτή PD
6. Αναλογικός-ολοκληρωτικός-παράγωγος ελεγκτής (PID-
ρυθμιστής)
Το σχηματικό διάγραμμα του ρυθμιστή φαίνεται στην εικ. 4.34.
Λειτουργία μεταφοράς του ελεγκτή
όπου κ REG - συντελεστής μεταφοράς ρυθμιστή, κ REG= R 0 /R VX + ντο VX / ΑΠΟ 0 ;
Τείμαι η σταθερά χρόνου ολοκλήρωσης, ΤΚαι = R VX ΑΠΟ 0 ;
Τ D - σταθερά χρόνου διαφοροποίησης, Τ D = R 0 ΑΠΟ VX.
Χρονική απόκριση του ρυθμιστή:
Στοέξω ( t)=Στοέξω (0) + κ REG Χσε ( t) + (1/ΤΚαι Π) Χσε ( t) + Τρε (t),
όπου (t) είναι η συνάρτηση δέλτα Dirac.
Η μεταβατική διαδικασία στον ρυθμιστή θα έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 4.35, το λειτουργικό διάγραμμα φαίνεται στην εικ. 4.36.
Κατ' αναλογία με τον ελεγκτή PI, το MM του ελεγκτή PID αναπαρίσταται συχνά ως ισοδρομικός σύνδεσμος δεύτερης τάξης
, (4.56)
όπου ΤΑΠΟ,1 , Τ FROM,2 - χρονικές σταθερές του ισοδρομικού συνδέσμου. ΤΑΠΟ,1 = R 0 ΑΠΟ 0 ,ΤΑΠΟ,2 = =Rσε ΑΠΟεισαγωγή
Ο ελεγκτής PID παρέχει αντιστάθμιση για δύο μεγάλες χρονικές σταθερές του αντικειμένου ελέγχου, διασφαλίζοντας την ένταση των δυναμικών διεργασιών στο ACS.
Οι λειτουργικοί ενισχυτές είναι ένα από τα κύρια εξαρτήματα στις σύγχρονες αναλογικές ηλεκτρονικές συσκευές. Λόγω της απλότητας των υπολογισμών και των εξαιρετικών παραμέτρων, οι λειτουργικοί ενισχυτές είναι εύκολοι στη χρήση. Ονομάζονται επίσης διαφορικοί ενισχυτές επειδή είναι σε θέση να ενισχύουν τη διαφορά στις τάσεις εισόδου.
Ιδιαίτερα δημοφιλής είναι η χρήση λειτουργικών ενισχυτών στην τεχνολογία ήχου για τη βελτίωση του ήχου των ηχείων μουσικής.
Ονομασία στα διαγράμματα
Από τη θήκη του ενισχυτή συνήθως βγαίνουν πέντε ακροδέκτες, εκ των οποίων οι δύο ακίδες είναι είσοδοι, ο ένας είναι έξοδος και οι άλλοι δύο είναι ισχύς.
Λειτουργική αρχή
Υπάρχουν δύο κανόνες που βοηθούν στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας ενός ενισχυτή:
- Η έξοδος του λειτουργικού ενισχυτή τείνει να μηδενίζει τη διαφορά τάσης στις εισόδους.
- Οι είσοδοι του ενισχυτή δεν αντλούν ρεύμα.
Η πρώτη είσοδος σημειώνεται με "+", ονομάζεται μη αναστροφή. Η δεύτερη είσοδος σημειώνεται με ένα σύμβολο "-", θεωρείται αναστροφή.
Οι είσοδοι του ενισχυτή έχουν υψηλή αντίσταση που ονομάζεται σύνθετη αντίσταση. Αυτό σας επιτρέπει να καταναλώνετε ρεύμα στις εισόδους πολλών νανοαμπέρ. Στην είσοδο υπολογίζεται το μέγεθος των τάσεων. Ανάλογα με αυτήν την εκτίμηση, ο ενισχυτής εξάγει ένα ενισχυμένο σήμα.
Μεγάλη σημασία έχει το κέρδος, που μερικές φορές φτάνει το εκατομμύριο. Αυτό σημαίνει ότι εάν εφαρμοστεί τουλάχιστον 1 millivolt στην είσοδο, τότε η τάση εξόδου θα είναι ίση με την τάση του τροφοδοτικού του ενισχυτή. Επομένως, τα opamp δεν χρησιμοποιούνται χωρίς ανάδραση.
Οι είσοδοι του ενισχυτή λειτουργούν σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή: εάν η τάση στη μη αναστρέφουσα είσοδο είναι υψηλότερη από την τάση της εισόδου αναστροφής, τότε η έξοδος θα είναι η πιο θετική τάση. Στην αντίθετη περίπτωση, η έξοδος θα είναι η μεγαλύτερη αρνητική τιμή.
Αρνητική και θετική τάση στην έξοδο του λειτουργικού ενισχυτή είναι δυνατή λόγω της χρήσης ενός τροφοδοτικού που έχει διπολική τάση.
Ισχύς λειτουργικού ενισχυτή
Εάν πάρετε μια μπαταρία στυλό, τότε έχει δύο πόλους: θετικό και αρνητικό. Εάν ο αρνητικός πόλος θεωρείται ως μηδενικό σημείο αναφοράς, τότε ο θετικός πόλος θα δείχνει +1,5 V. Αυτό φαίνεται από το συνδεδεμένο.
Πάρτε δύο στοιχεία και συνδέστε τα σε σειρά και, στη συνέχεια, προκύπτει η ακόλουθη εικόνα.
Αν πάρουμε ως σημείο μηδέν τον αρνητικό πόλο της κάτω μπαταρίας και μετρήσουμε την τάση στον θετικό πόλο της πάνω μπαταρίας, τότε η συσκευή θα δείξει +10 βολτ.
Αν πάρουμε το μέσο μεταξύ των μπαταριών ως μηδέν, τότε παίρνουμε μια διπολική πηγή τάσης, αφού υπάρχει τάση θετικής και αρνητικής πολικότητας, ίση με +5 βολτ και -5 βολτ, αντίστοιχα.
Υπάρχουν απλά διαιρούμενα διαγράμματα μπλοκ ισχύος που χρησιμοποιούνται σε σχέδια ραδιοφώνου ζαμπόν.
Τροφοδοτείται στο κύκλωμα από το οικιακό δίκτυο. Ο μετασχηματιστής μειώνει το ρεύμα στα 30 βολτ. Η δευτερεύουσα περιέλιξη στη μέση έχει έναν κλάδο, με τη βοήθεια του οποίου λαμβάνονται +15 V και -15 V της ανορθωμένης τάσης στην έξοδο.
ποικιλίες
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά κυκλώματα ενισχυτή λειτουργιών που αξίζει να εξεταστούν λεπτομερώς.
Ενισχυτής αναστροφής
Αυτό το σχέδιο είναι το κύριο. Ένα χαρακτηριστικό αυτού του κυκλώματος είναι ότι τα opamps χαρακτηρίζονται, εκτός από την ενίσχυση, από μια αλλαγή φάσης. Το γράμμα "k" αντιπροσωπεύει την παράμετρο κέρδους. Το γράφημα δείχνει την επίδραση του ενισχυτή σε αυτό το κύκλωμα.
Το μπλε χρώμα αντιπροσωπεύει το σήμα εισόδου και το κόκκινο το σήμα εξόδου. Το κέρδος σε αυτή την περίπτωση είναι: k = 2. Το πλάτος του σήματος στην έξοδο είναι 2 φορές μεγαλύτερο από το σήμα στην είσοδο. Η έξοδος του ενισχυτή είναι αντίστροφη, εξ ου και το όνομά του. Οι αναστροφικοί λειτουργικοί ενισχυτές έχουν ένα απλό κύκλωμα:
Τέτοιοι λειτουργικοί ενισχυτές έχουν γίνει δημοφιλείς λόγω του απλού σχεδιασμού τους. Για τον υπολογισμό του κέρδους χρησιμοποιείται ο τύπος:
Αυτό δείχνει ότι το κέρδος του opamp δεν εξαρτάται από την αντίσταση R3, οπότε μπορείτε να το κάνετε χωρίς αυτό. Εδώ χρησιμοποιείται για προστασία.
Μη αναστροφικοί λειτουργικοί ενισχυτές
Αυτό το σχήμα είναι παρόμοιο με το προηγούμενο, η διαφορά είναι η απουσία αντιστροφής (αντιστροφής) του σήματος. Αυτό σημαίνει ότι η φάση του σήματος διατηρείται. Το γράφημα δείχνει ένα ενισχυμένο σήμα.
Το κέρδος του μη αντιστρεφόμενου ενισχυτή είναι επίσης ίσο με: k = 2. Ένα σήμα με τη μορφή ημιτονοειδούς εφαρμόζεται στην είσοδο, μόνο το πλάτος του έχει αλλάξει στην έξοδο.
Αυτό το κύκλωμα δεν είναι λιγότερο απλό από το προηγούμενο, έχει δύο αντιστάσεις. Στην είσοδο, το σήμα εφαρμόζεται στη θετική έξοδο. Για να υπολογίσετε το κέρδος, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον τύπο:
Μπορεί να φανεί από αυτό ότι το κέρδος δεν είναι ποτέ λιγότερο από τη μονάδα, αφού το σήμα δεν καταστέλλεται.
σχέδιο αφαίρεσης
Αυτό το κύκλωμα καθιστά δυνατή τη δημιουργία διαφοράς μεταξύ δύο σημάτων εισόδου, τα οποία μπορούν να ενισχυθούν. Το γράφημα δείχνει την αρχή λειτουργίας του διαφορικού κυκλώματος.
Ένα τέτοιο κύκλωμα ενισχυτή ονομάζεται επίσης κύκλωμα αφαίρεσης.
Έχει πιο περίπλοκο σχεδιασμό, σε αντίθεση με τα σχήματα που συζητήθηκαν προηγουμένως. Για να υπολογίσετε την τάση εξόδου, χρησιμοποιήστε τον τύπο:
Η αριστερή πλευρά της έκφρασης (R3/R1) καθορίζει το κέρδος και η δεξιά πλευρά (Ua - Ub) είναι η διαφορά τάσης.
Σχέδιο προσθήκης
Ένα τέτοιο κύκλωμα ονομάζεται ολοκληρωμένος ενισχυτής. Είναι το αντίθετο του σχήματος αφαίρεσης. Το χαρακτηριστικό του είναι η δυνατότητα επεξεργασίας περισσότερων από δύο σημάτων. Όλοι οι μίκτες ήχου λειτουργούν με αυτήν την αρχή.
Αυτό το διάγραμμα δείχνει τη δυνατότητα άθροισης πολλαπλών σημάτων. Για τον υπολογισμό της τάσης, χρησιμοποιείται ο τύπος:
Κύκλωμα ολοκληρωτή
Εάν προσθέσετε έναν πυκνωτή στην ανάδραση στο κύκλωμα, θα έχετε έναν ολοκληρωτή. Αυτή είναι μια άλλη συσκευή που χρησιμοποιεί λειτουργικούς ενισχυτές.
Το κύκλωμα ολοκληρωτή είναι παρόμοιο με έναν αναστροφικό ενισχυτή, με χωρητικότητα που προστίθεται στην ανάδραση. Αυτό οδηγεί στην εξάρτηση του συστήματος από τη συχνότητα του σήματος στην είσοδο.
Ο ολοκληρωτής χαρακτηρίζεται από ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της μετάβασης μεταξύ σημάτων: πρώτα, ένα ορθογώνιο σήμα μετατρέπεται σε τριγωνικό και μετά πηγαίνει σε ημιτονοειδές. Ο υπολογισμός του συντελεστή ενίσχυσης πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο:
Σε αυτόν τον τύπο, η μεταβλητή ω = 2 π Η f αυξάνεται με την αύξηση της συχνότητας, επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μικρότερο είναι το κέρδος. Επομένως, ο ολοκληρωτής μπορεί να λειτουργήσει ως ενεργό χαμηλοπερατό φίλτρο.
κύκλωμα διαφοροποίησης
Σε αυτό το σχήμα, η κατάσταση είναι αντίστροφη. Μια χωρητικότητα συνδέεται στην είσοδο και μια αντίσταση συνδέεται με την ανάδραση.
Κρίνοντας από το όνομα του συστήματος, η αρχή λειτουργίας του έγκειται στη διαφορά. Όσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός μεταβολής του σήματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του κέρδους. Αυτή η παράμετρος καθιστά δυνατή τη δημιουργία ενεργών φίλτρων για υψηλές συχνότητες. Το κέρδος για τον διαφοριστή υπολογίζεται από τον τύπο:
Αυτή η έκφραση είναι το αντίθετο της έκφρασης ολοκληρωτή. Το κέρδος αυξάνεται προς την αρνητική κατεύθυνση με την αύξηση της συχνότητας.
αναλογικός συγκριτής
Η συσκευή σύγκρισης συγκρίνει δύο τιμές τάσης και μετατρέπει το σήμα σε χαμηλή ή υψηλή τιμή εξόδου, ανάλογα με την κατάσταση της τάσης. Αυτό το σύστημα περιλαμβάνει ψηφιακά και αναλογικά ηλεκτρονικά.
Ένα χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος είναι η έλλειψη σχολίων στην κύρια έκδοση. Αυτό σημαίνει ότι η αντίσταση του βρόχου είναι πολύ υψηλή.
Ένα σήμα εφαρμόζεται στη θετική είσοδο και η κύρια τάση, η οποία ρυθμίζεται από ένα ποτενσιόμετρο, εφαρμόζεται στην αρνητική είσοδο. Λόγω της έλλειψης ανατροφοδότησης, το κέρδος τείνει στο άπειρο.
Όταν η τάση εισόδου υπερβαίνει την τιμή της κύριας τάσης αναφοράς, λαμβάνεται η μέγιστη τάση στην έξοδο, η οποία είναι ίση με τη θετική τάση τροφοδοσίας. Εάν η τάση εισόδου είναι μικρότερη από την αναφορά, τότε η τιμή εξόδου θα είναι αρνητική τάση ίση με την τάση τροφοδοσίας.
Υπάρχει ένα σημαντικό ελάττωμα στο αναλογικό κύκλωμα σύγκρισης. Όταν οι τιμές τάσης στις δύο εισόδους πλησιάζουν η μία την άλλη, η τάση εξόδου μπορεί να αλλάζει συχνά, γεγονός που συνήθως οδηγεί σε παραλείψεις και δυσλειτουργίες του ρελέ. Αυτό μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργία του εξοπλισμού. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα με υστέρηση.
Αναλογικός συγκριτής με υστέρηση
Το σχήμα δείχνει το σχήμα του σχήματος με, το οποίο είναι παρόμοιο με το προηγούμενο σχήμα. Η διαφορά είναι ότι η απενεργοποίηση και η ενεργοποίηση δεν γίνονται με την ίδια τάση.
Η κατεύθυνση των βελών στο γράφημα δείχνει την κατεύθυνση προς την οποία κινείται η υστέρηση. Κοιτάζοντας το γράφημα από αριστερά προς τα δεξιά, μπορεί να φανεί ότι η μετάβαση σε χαμηλότερο επίπεδο πραγματοποιείται με τάση Uph και μετακινώντας από δεξιά προς τα αριστερά, η τάση εξόδου θα φτάσει σε υψηλότερο επίπεδο σε τάση Upl.
Αυτή η αρχή λειτουργίας οδηγεί στο γεγονός ότι με ίσες τιμές των τάσεων εισόδου, η κατάσταση στην έξοδο δεν αλλάζει, καθώς η αλλαγή απαιτεί σημαντική διαφορά στις τάσεις.
Μια τέτοια λειτουργία του κυκλώματος οδηγεί σε κάποια αδράνεια του συστήματος, αλλά είναι ασφαλέστερη, σε αντίθεση με το κύκλωμα χωρίς υστέρηση. Συνήθως, αυτή η αρχή λειτουργίας χρησιμοποιείται σε συσκευές θέρμανσης με θερμοστάτη: σόμπες, σίδερα κ.λπ. Το σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα ενισχυτή με υστέρηση.
Οι τάσεις υπολογίζονται σύμφωνα με τις ακόλουθες εξαρτήσεις:
Επαναλήπτες τάσης
Οι λειτουργικοί ενισχυτές χρησιμοποιούνται συχνά σε κυκλώματα παρακολούθησης τάσης. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των συσκευών είναι ότι δεν ενισχύουν ή εξασθενούν το σήμα, δηλαδή το κέρδος σε αυτή την περίπτωση είναι ίσο με ένα. Αυτό το χαρακτηριστικό οφείλεται στο γεγονός ότι ο βρόχος ανάδρασης έχει αντίσταση ίση με μηδέν.
Τέτοια συστήματα παρακολούθησης τάσης χρησιμοποιούνται συχνότερα ως buffer για την αύξηση του ρεύματος φορτίου και της απόδοσης της συσκευής. Δεδομένου ότι το ρεύμα εισόδου είναι κοντά στο μηδέν και το ρεύμα εξόδου εξαρτάται από τον τύπο του ενισχυτή, είναι δυνατή η εκφόρτωση πηγών ασθενούς σήματος, για παράδειγμα, ορισμένων αισθητήρων.
Ο ελεγκτής υπολογίζει το σφάλμα (τη διαφορά μεταξύ του σήματος αναφοράς και του σήματος ανάδρασης) και το μετατρέπει σε μια ενέργεια ελέγχου σύμφωνα με μια συγκεκριμένη μαθηματική πράξη.
Στο ACS, χρησιμοποιούνται κυρίως οι ακόλουθοι τύποι ρυθμιστών: αναλογικός (P), ολοκληρωτικός (I) και αναλογικός-ολοκληρωμένος (PI). Ανάλογα με τον τύπο των σημάτων που μετατρέπονται, διακρίνονται οι αναλογικοί και ψηφιακοί ελεγκτές.
Αναλογικοί ρυθμιστές(AP) υλοποιούνται με βάση λειτουργικούς ενισχυτές, ψηφιακό- βασίζεται σε εξειδικευμένες υπολογιστικές συσκευές ή μικροεπεξεργαστές. Οι αναλογικοί ελεγκτές μετατρέπουν μόνο αναλογικά σήματα που είναι συνεχείς συναρτήσεις του χρόνου. Όταν διέρχεται από το AR, κάθε στιγμιαία τιμή του συνεχούς σήματος μετατρέπεται.
Για την υλοποίηση του AR, ο λειτουργικός ενισχυτής (op-amp) ενεργοποιείται σύμφωνα με το κύκλωμα του αθροιστικού ενισχυτή με αρνητική ανάδραση. Ο τύπος του ρυθμιστή και η λειτουργία μεταφοράς του καθορίζονται από το κύκλωμα σύνδεσης των αντιστάσεων και των πυκνωτών στα κυκλώματα στην είσοδο και στην ανάδραση του ΛΣ.
Ένας αναλογικός ρυθμιστής (Ρ-ρυθμιστής) εφαρμόζεται όταν μια αντίσταση με αντίσταση R OS περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ανάδρασης του op-amp. Αυτός ο ρυθμιστής χαρακτηρίζεται από έναν παράγοντα αναλογικότητας προς την , το οποίο μπορεί να είναι μεγαλύτερο ή μικρότερο από ένα.
Ο ενσωματωμένος ρυθμιστής (I-regulator) υλοποιείται όταν ένας πυκνωτής C os περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ανάδρασης του ΛΣ. Αυτός ο τύπος ελεγκτή χαρακτηρίζεται από μια σταθερά χρόνου Τ.
Ένας αναλογικός-ολοκληρωτικός ελεγκτής (ελεγκτής PI) υλοποιείται συμπεριλαμβάνοντας μια αντίσταση με αντίσταση R os και έναν πυκνωτή C os στο κύκλωμα ανάδρασης του op-amp. Ένας τέτοιος ρυθμιστής χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες παραμέτρους: συντελεστής αναλογικότητας προς την και χρονική σταθερά Τ.
Για όλους τους τύπους ρυθμιστών στο κύκλωμα υλοποίησης, υπάρχει αντίσταση εισόδου R 1.
Σχέδια για την υλοποίηση ρυθμιστών, η εξάρτηση της τάσης στην έξοδο του ρυθμιστή U out από την είσοδο U in και η γραφική τους αναπαράσταση, καθώς και τύποι για την εύρεση των παραμέτρων των ρυθμιστών φαίνονται στον πίνακα 1
Πίνακας 1 - Ρυθμιστές
Εξηγήστε σε τι χρησιμεύουν οι αισθητήρες ρεύματος, ποιες απαιτήσεις τίθενται σε αυτούς. Δώστε λειτουργικά διαγράμματα μιας ηλεκτρικής κίνησης συνεχούς ρεύματος με αισθητήρα ρεύματος μετασχηματιστή και αισθητήρα ρεύματος που βασίζεται σε διακλάδωση.
Οι αισθητήρες ρεύματος (DT) έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνουν πληροφορίες σχετικά με την ισχύ και την κατεύθυνση του ρεύματος του κινητήρα. Υπόκεινται στις ακόλουθες απαιτήσεις:
Γραμμικότητα του χαρακτηριστικού ελέγχου στην περιοχή από 0,1I nom έως 5I nom όχι μικρότερη από 0,9.
Διαθεσιμότητα γαλβανικής απομόνωσης του κυκλώματος ισχύος και συστήματος ελέγχου.
Υψηλή απόδοση.
Ο αισθητήρας συντεταγμένων AED μπορεί να αναπαρασταθεί δομικά ως μια σειριακή σύνδεση ενός μορφοτροπέα μέτρησης (MT) και μιας συσκευής αντιστοίχισης (CU) (Εικόνα 1). Ο μορφοτροπέας μέτρησης μετατρέπει τη συντεταγμένη Χσε ένα ηλεκτρικό σήμα τάσης και(ή τρέχον Εγώ),αναλογικά Χ.Η αντίστοιχη συσκευή μετατρέπει το σήμα εξόδου και IP στο σήμα ανάδρασης u os, το οποίο ικανοποιεί το ACS σε μέγεθος και σχήμα.
Εικόνα 1 - Δομικό διάγραμμα του αισθητήρα συντεταγμένων AED
Ως μορφοτροπείς μέτρησης στο ντίζελ χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές ρεύματος, πρόσθετες περιελίξεις (αντιστάθμισης) τσοκ εξομάλυνσης, στοιχεία Hall, διακλαδώσεις.
Οι αισθητήρες ρεύματος που βασίζονται σε διακλαδώσεις χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση του ρεύματος του κινητήρα. Παραδιακλάδωσηείναι μια αντίσταση τεσσάρων ακροδεκτών με καθαρά ενεργή αντίσταση R w(μη επαγωγική διακλάδωση), στους ακροδέκτες ρεύματος των οποίων είναι συνδεδεμένο το κύκλωμα ισχύος και στο δυναμικό - μέτρηση. (εικόνα 2)
Για να αποδυναμωθεί η επίδραση της διακλάδωσης στη διέλευση του ρεύματος στο κύκλωμα του κινητήρα, η αντίστασή του πρέπει να είναι ελάχιστη. Η ονομαστική πτώση τάσης κατά μήκος της διακλάδωσης είναι συνήθως 75 mV, επομένως πρέπει να ενισχυθεί με έναν ενισχυτή U. Εφόσον η διακλάδωση έχει σύνδεση δυναμικού με το κύκλωμα ισχύος, ο αισθητήρας ρεύματος πρέπει να περιέχει μια συσκευή γαλβανικής απομόνωσης (UGR). Ως τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές και οπτοηλεκτρονικές συσκευές.
Σχήμα 2 - Σχέδιο ενεργοποίησης αισθητήρα ρεύματος που βασίζεται σε διακλάδωση
Οι DT που βασίζονται σε μετασχηματιστές ρεύματος χρησιμοποιούνται κυρίως σε απινιδωτές συνεχούς ρεύματος για τη μέτρηση του ρεύματος των κινητήρων όταν τροφοδοτούνται από συμμετρικούς μονοφασικούς και τριφασικούς ανορθωτές γέφυρας. Για έναν μονοφασικό ανορθωτή (Εικόνα 3), χρησιμοποιείται ένας μετασχηματιστής ρεύματος (TA1) και για έναν τριφασικό, τρεις μετασχηματιστές περιλαμβάνονται στο αστέρι. Για να διασφαλιστεί ο τρόπος λειτουργίας των μετασχηματιστών ρεύματος κοντά στη λειτουργία βραχυκυκλώματος, οι δευτερεύουσες περιελίξεις τους φορτώνονται με αντιστάσεις χαμηλής αντίστασης RCT (0,2 ... 1,0 Ohm). Η μετατροπή της εναλλασσόμενης τάσης των δευτερευόντων περιελίξεων πραγματοποιείται από έναν ανορθωτή VD1 ... VD4.
Σχήμα 2 - Σχέδιο ενεργοποίησης αισθητήρα ρεύματος που βασίζεται σε μετασχηματιστή ρεύματος
13. Δώστε ένα λειτουργικό διάγραμμα του αισθητήρα EMF οπλισμού, εξηγήστε την αρχή της λειτουργίας του.
Με χαμηλές απαιτήσεις για το εύρος ελέγχου ταχύτητας (έως 50), η ανάδραση EMF χρησιμοποιείται ως η κύρια ανάδραση στην ηλεκτρική κίνηση. Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα EMF οπλισμού βασίζεται στον υπολογισμό του EMF του κινητήρα.
Το λειτουργικό διάγραμμα του αισθητήρα EMF φαίνεται στο Σχήμα 1.
Εικόνα 1 - Λειτουργικό διάγραμμα του αισθητήρα EMF οπλισμού
Για τη μέτρηση της τάσης οπλισμού, χρησιμοποιείται ένας διαχωριστής στις αντιστάσεις R2, R3. Για τη μέτρηση του ρεύματος οπλισμού του κινητήρα, χρησιμοποιείται μια πρόσθετη περιέλιξη L1.2 του τσοκ εξομάλυνσης. Τάση και εγώμέσω του διαιρέτη, του φίλτρου RC και του επαναλήπτη Α1 τροφοδοτείται στον αθροιστή Α2. Ένα σήμα ανάλογο με την πτώση τάσης στην περιέλιξη του οπλισμού τροφοδοτείται επίσης στην είσοδο του αθροιστή A2 R i. c ∙i i.
Έκφραση τάσης εξόδου u deο ενισχυτής Α2 για λειτουργία σταθερής κατάστασης έχει τη μορφή
όπου προς την de είναι ο συντελεστής μεταφοράς του αισθητήρα EMF,
μιΕίμαι το emf του οπλισμού.
Για να αποκτήσετε ένα σήμα ανάλογο με την τάση του οπλισμού του κινητήρα, μπορεί επίσης να ενεργοποιηθεί ένας διαιρέτης τάσης με αντίσταση σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα
Σχήμα 2 - Σχέδιο ενεργοποίησης του αισθητήρα τάσης
Η τάση εξόδου του διαιρέτη είναι
Ο αισθητήρας τάσης, εκτός από το διαχωριστικό, μπορεί επίσης να περιέχει συσκευές γαλβανικής απομόνωσης και
ενισχυτής.
14. Σχεδιάστε ένα διάγραμμα ενός κατακόρυφου μονοκαναλικού συστήματος ελέγχου παλμικής φάσης, εξηγήστε την αρχή της λειτουργίας του χρησιμοποιώντας διαγράμματα χρονισμού.
Για τον έλεγχο των θυρίστορ του ανορθωτή, χρησιμοποιείται ένα σύστημα ελέγχου παλμικής φάσης (SIPC), το οποίο εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
Προσδιορισμός των χρονικών σημείων στα οποία θα πρέπει να ανοίξουν ορισμένα συγκεκριμένα θυρίστορ. Αυτές οι χρονικές στιγμές ρυθμίζονται από το σήμα ελέγχου που προέρχεται από την έξοδο του ACS στην είσοδο του SIFU.
Σχηματισμός παλμών ανοίγματος που μεταδίδονται την κατάλληλη στιγμή στα ηλεκτρόδια ελέγχου των θυρίστορ και έχουν το απαιτούμενο πλάτος, ισχύ και διάρκεια.
Εξετάστε τη λειτουργία ενός κατακόρυφου μονοκάναλου SIFU που ελέγχει θυρίστορ ενός μονοφασικού ανορθωτή γέφυρας (Εικόνα 1).
Σχήμα 1 - Σχέδιο μονοφασικού ανορθωτή γέφυρας
Η γεννήτρια εναλλασσόμενης τάσης του GPN ξεκινά όταν λαμβάνεται τάση από τον συγχρονιστή C (Εικόνα 2). Αυτό συμβαίνει τη στιγμή που εφαρμόζεται μια άμεση τάση στα θυρίστορ, δηλ. σε φυσικά σημεία μεταγωγής.
Εικόνα 2 - Σχέδιο κατακόρυφου μονοκαναλικού SIFU
Από την έξοδο GPN, η τάση πριονωτή τροφοδοσίας παρέχεται στη συσκευή σύγκρισης των ΗΠΑ, όπου συγκρίνεται με την τάση ελέγχου U y (Εικόνα 3). Τη στιγμή της ισότητας του πριονιού και των τάσεων ελέγχου, οι ΗΠΑ δημιουργούν έναν παλμό, ο οποίος τροφοδοτείται μέσω του διανομέα παλμών RI στον διαμορφωτή παλμών FI1 ή FI2 και στη συνέχεια μέσω του διαμορφωτή εξόδου VF1 ή VF2 στα θυρίστορ ανορθωτή. Οι διαμορφωτές εξόδου ενισχύουν τους παλμούς ανοίγματος ως προς την ισχύ και δυνητικά διαχωρίζουν το SIFU από το τμήμα ισχύος. Ένας συγκριτής που βασίζεται σε λειτουργικό ενισχυτή χρησιμοποιείται ως Η.Π.Α.
Εικόνα 3 - Διαγράμματα της εργασίας του SIFU
15. Να δώσετε ένα λειτουργικό διάγραμμα ηλεκτρικής κίνησης με τριφασικό μηδενικό ανορθωτή αναστροφής με κοινό έλεγχο και να εξηγήσετε την αρχή της λειτουργίας του.
Με τον κοινό έλεγχο των σετ θυρίστορ, οι παλμοί ανοίγματος εφαρμόζονται ταυτόχρονα και στα δύο σετ VS1, VS2, VS3 και VS4, VS5, VS6 (Εικόνα 1). Ταυτόχρονα, ανάλογα με την κατεύθυνση περιστροφής του κινητήρα, το ένα σετ λειτουργεί σε λειτουργία ανορθωτή και το άλλο σε λειτουργία μετατροπέα. Το ρεύμα του οπλισμού ρέει μέσω του σετ που λειτουργεί στη λειτουργία ανορθωτή.
Σχήμα 1 - Από κοινού έλεγχος σετ βαλβίδων τριφασικού μηδενικού
αντιστρεπτικός ανορθωτής
Το σύστημα ελέγχου θυρίστορ ανορθωτή περιέχει δύο SIFU (SIFU1, SIFU2) και έναν αναλογικό μετατροπέα A1.
Εάν τα VS1, VS2, VS3 λειτουργούν σε λειτουργία ανορθωτή και VS4, VS5, VS6 σε λειτουργία μετατροπέα, τότε ο κινητήρας περιστρέφεται προς τα εμπρός. Διαφορετικά, ο κινητήρας περιστρέφεται προς τα πίσω.
Δεδομένου ότι οι παλμοί ανοίγματος εφαρμόζονται και στα δύο σετ, τότε στο κύκλωμα μέσω δύο ανοιχτών βαλβίδων, για παράδειγμα VS1 και VS6, σχηματίζεται ένα κλειστό κύκλωμα δύο φάσεων της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή TV1.
Σε αυτό το κύκλωμα λειτουργεί το άθροισμα του EMF των δύο φάσεων της δευτερεύουσας περιέλιξης, το οποίο ονομάζεται εξισορρόπηση EMF:
όπου ε 1, ε 2 -διορθωμένο EMF των συνόλων VS1...VS3 και VS4...VS6, αντίστοιχα.
Εξισορρόπηση EMF μι ur δημιουργεί ένα ρεύμα εξισορρόπησης I ur. Σε σχέση με το ρεύμα κυκλοφορίας, ο μετασχηματιστής TV1 βρίσκεται σε λειτουργία βραχυκυκλώματος, επειδή οι ενεργές και επαγωγικές αντιστάσεις του μετασχηματιστή είναι μικρές. Επομένως, για να περιοριστεί το ρεύμα υπέρτασης, οι αντιδραστήρες υπερτάσεως L1 και L2 περιλαμβάνονται στο κύκλωμα ροής του.
Εκτός από την ενεργοποίηση των αντιδραστήρων υπέρτασης, το ρεύμα υπέρτασης περιορίζεται από τον συντονισμένο έλεγχο των συνόλων, στα οποία η σταθερή συνιστώσα της υπερτάσεως EMF Ευρώισούται με μηδέν, δηλ.
E ur \u003d E 1 + E 2 \u003d E 0 (cosα 1 + cosα 2) \u003d 0, (1)
όπου Ε 1, Ε 2- σταθερά συστατικά του EMF ε 1και e 2 αντίστοιχα? Ε 0- σταθερή συνιστώσα του διορθωμένου EMF στο α = 0. α 1 , α 2 - γωνίες ανοίγματος συνόλων VS1...VS3 και VS4... VS6.
Η συνθήκη (1) θα εκπληρωθεί όταν a 1 + a 2 =p. Αυτή η συνθήκη αποτελεί προϋπόθεση για τον συντονισμένο έλεγχο των συνόλων θυρίστορ.
Η συνδιαχείριση έχει τα ακόλουθα οφέλη:
· Τα ρεύματα εξισορρόπησης διασφαλίζουν την αγώγιμη κατάσταση και των δύο συνόλων, ανεξάρτητα από το μέγεθος του ρεύματος φορτίου των κινητήρων και, ως εκ τούτου, τη γραμμικότητα των χαρακτηριστικών (δεν υπάρχει λειτουργία διακοπτόμενου ρεύματος).
· Υψηλή ταχύτητα, λόγω της συνεχούς ετοιμότητας για αντιστροφή ρεύματος, η οποία δεν σχετίζεται με καμία μεταγωγή στο κύκλωμα.
Ωστόσο, με κοινό έλεγχο, είναι απαραίτητο να εγκατασταθούν αντιδραστήρες υπέρτασης, γεγονός που αυξάνει τη μάζα, το κόστος και τις διαστάσεις της ηλεκτρικής κίνησης. Η ροή των ρευμάτων κυκλοφορίας αυξάνει το φορτίο στα στοιχεία του κυκλώματος ισχύος και μειώνει την απόδοση του ανορθωτή.
16. Σχεδιάστε ένα μπλοκ διάγραμμα μιας ηλεκτρικής κίνησης με ανορθωτή οπισθοπορείας με ξεχωριστό χειριστήριο και εξηγήστε την αρχή της λειτουργίας της.
Σε έναν αναστρέψιμο ανορθωτή με ξεχωριστό έλεγχο, όταν ένα σετ θυρίστορ λειτουργεί σε λειτουργία ανορθωτή ή μετατροπέα, το άλλο σετ είναι εντελώς εκτός λειτουργίας (οι παλμοί ανοίγματος αφαιρούνται). Κατά συνέπεια, δεν υπάρχει βρόχος υπέρτασης, εξαλείφοντας την ανάγκη για αντιδραστήρες υπέρτασης.
Το μπλοκ διάγραμμα της ηλεκτρικής κίνησης με ανορθωτή οπισθοπορείας με ξεχωριστό έλεγχο (RVR) φαίνεται στο σχήμα 1. Η λειτουργία του RVR παρέχεται από πρόσθετα στοιχεία του συστήματος ελέγχου θυρίστορ: αισθητήρας αγωγιμότητας βαλβίδας (DPV), συσκευή λογικής μεταγωγής ( LPU), χαρακτηριστικός διακόπτης (RC).
Σχήμα 1 - Δομικό διάγραμμα ηλεκτρικής κίνησης με αναστρέψιμο ανορθωτή
με ξεχωριστό έλεγχο
Το DPV έχει σχεδιαστεί για να προσδιορίζει την κατάσταση (ανοιχτή ή κλειστή) των θυρίστορ ανορθωτή και να παράγει ένα σήμα σχετικά με το μπλοκάρισμα τους, το οποίο ισοδυναμεί με την απουσία ρεύματος στα σετ.
Το LPU εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
Επιλέγει το επιθυμητό σύνολο βαλβίδων "Εμπρός" ή "Πίσω" (KV "V" ή KV "N"), ανάλογα με την απαιτούμενη κατεύθυνση του ρεύματος του κινητήρα, που ορίζεται από το σήμα U zt
Απαγορεύει την εμφάνιση παλμών ανοίγματος ταυτόχρονα και στα δύο σετ θυρίστορ χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα "Εμπρός" ("Β") και "Πίσω" ("Η").
Απαγορεύει την παροχή παλμών ανοίγματος στο σετ που τίθεται σε λειτουργία μέχρι να περάσει το ρεύμα στο προηγούμενο σετ λειτουργίας.
Σχηματίζει μια προσωρινή παύση μεταξύ της στιγμής κλεισίματος όλων των θυρίστορ του σετ που λειτουργούσε προηγουμένως και της στιγμής παροχής παλμών ανοίγματος στο σετ που αρχίζει να λειτουργεί.
Ο χαρακτηριστικός διακόπτης χρησιμεύει για να ταιριάζει με το χαρακτηριστικό μονοπολικής ρύθμισης του SIFU α = ƒ(u y) με το αναστρέψιμο σήμα U y.
Η αναστροφή του κινητήρα ξεκινά με μια αλλαγή στο πρόσημο της αναφοράς ταχύτητας, η οποία προκαλεί μια αλλαγή στο πρόσημο της τρέχουσας αναφοράς U zt. Αυτό οδηγεί σε μείωση της τάσης ελέγχου U y, αύξηση της γωνίας ανοίγματος α 1 των θυρίστορ του συνόλου βαλβίδων "Forward", επομένως, μείωση του EMF E 1 και, ως αποτέλεσμα, μείωση του ρεύμα οπλισμού στο μηδέν. Το κλείσιμο των βαλβίδων καθορίζεται από το DPV. Με τη λήψη ενός σήματος από το DPV, το LPU απαγορεύει την παροχή παλμών στα θυρίστορ και των δύο σετ (ανοίγει το "Β") και ταυτόχρονα αρχίζει να μετράει την προσωρινή παύση. Μετά την ολοκλήρωσή του, το LPU δημιουργεί άδεια για την παροχή παλμών ανοίγματος στα θυρίστορ του σετ βαλβίδων "Back" (το "N" κλείνει) και την εναλλαγή του PH. Η εναλλαγή PH οδηγεί σε αλλαγή της πολικότητας της τάσης ελέγχου U y στην είσοδο του SIFU. Από αυτή τη στιγμή, ο παλμός ανοίγματος με τη γωνία α 2 αρχίζει να εφαρμόζεται στο HF "N", διασφαλίζοντας τη λειτουργία του σετ στη λειτουργία μετατροπέα. Δεδομένου ότι το EMF περιστροφής είναι μεγαλύτερο από το E 2, το ρεύμα του οπλισμού ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ο κινητήρας μεταβαίνει σε λειτουργία γεννήτριας, εκτελώντας αναγεννητικό φρενάρισμα.
Ο χωριστός έλεγχος έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
Δεν υπάρχουν αντιδραστήρες υπέρτασης, γεγονός που μειώνει σημαντικά το μέγεθος, το βάρος και το κόστος του αναστρέψιμου ανορθωτή.
Δεν υπάρχει ρεύμα κυκλοφορίας, το οποίο μειώνει τις απώλειες ισχύος στον ανορθωτή και αυξάνει την απόδοσή του.
Τα μειονεκτήματα της ξεχωριστής εξίσωσης είναι:
Η παρουσία μιας λειτουργίας διακοπτόμενου ρεύματος, η οποία απαιτεί γραμμικοποίηση των χαρακτηριστικών ελέγχου του ανορθωτή.
Ένα πιο περίπλοκο σύστημα διαχείρισης λόγω της παρουσίας εγκαταστάσεων υγείας, WPV και PH.
Η παρουσία νεκρής παύσης κατά την εναλλαγή σετ.
Δώστε και περιγράψτε τις κλειστές δομές του ΕΚ που βασίζονται στην αρχή της αντιστάθμισης για εξωτερικές διαταραχές και την αρχή της απόκλισης. Σχεδιάστε ένα μπλοκ διάγραμμα ενός συστήματος δύο βρόχων δευτερεύοντος ελέγχου ενός ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος και περιγράψτε τα μπλοκ του.
Τα κλειστά δομικά EA κατασκευάζονται σύμφωνα με την αρχή της αντιστάθμισης για εξωτερικές διαταραχές και την αρχή της απόκλισης, που ονομάζεται επίσης αρχή ανάδρασης.
Ας εξετάσουμε την αρχή της αντιστάθμισης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της αντιστάθμισης για την πιο χαρακτηριστική εξωτερική διαταραχή του ηλεκτροκινητήρα - τη ροπή φορτίου Ms κατά τη ρύθμιση της ταχύτητάς του ω (Εικόνα 1α).
Εικόνα 1 - Κλειστές δομές EP
Το κύριο χαρακτηριστικό μιας τέτοιας κλειστής δομής του EA είναι η παρουσία ενός κυκλώματος μέσω του οποίου εφαρμόζεται ένα σήμα ανάλογο με τη ροπή του φορτίου στην είσοδο του EA μαζί με το σήμα ελέγχου ταχύτητας Ucs
Um = Km∙Ms, όπου Km είναι ο συντελεστής αναλογικότητας.
Ως αποτέλεσμα, το EP ελέγχεται από το ολικό σήμα U ∆, το οποίο, μεταβαλλόμενο αυτόματα με τις διακυμάνσεις της ροπής του φορτίου, διασφαλίζει ότι η ταχύτητα διατηρείται σε ένα δεδομένο επίπεδο. Παρά την αποτελεσματικότητα, ο έλεγχος EA σύμφωνα με αυτό το σχήμα πραγματοποιείται σπάνια, λόγω της έλλειψης απλών και αξιόπιστων αισθητήρων της ροπής φορτίου Ms.
Επομένως, στα περισσότερα κλειστά κυκλώματα, χρησιμοποιείται η αρχή της απόκλισης, η οποία χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός κυκλώματος ανάδρασης που συνδέει την έξοδο EA με την είσοδό του. Σε αυτήν την περίπτωση, κατά τον έλεγχο της ταχύτητας, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα ανάδρασης ταχύτητας (Εικόνα 1β), σύμφωνα με το οποίο πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα τιμή ταχύτητας (σήμα Uos=Kos ∙ ω) τροφοδοτούνται στην είσοδο EA, όπου αφαιρούνται από το σήμα αναφοράς ταχύτητας Ουσ. Ο έλεγχος πραγματοποιείται με ένα σήμα απόκλισης U ∆ = Uzs-Uos (ονομάζεται επίσης σήμα αναντιστοιχίας ή σφάλματος), το οποίο, εάν η ταχύτητα διαφέρει από την καθορισμένη, αλλάζει αυτόματα ανάλογα και, με τη βοήθεια του ACS, εξαλείφει αυτές τις αποκλίσεις.
Ανάλογα με τον τύπο της ρυθμιζόμενης συντεταγμένης, το EP χρησιμοποιεί ανάδραση για την ταχύτητα, τη θέση, το ρεύμα, τη μαγνητική ροή, την τάση, το EMF.
Το σύστημα της δευτερεύουσας ρύθμισης.
Για τον έλεγχο της κίνησης του EUT, μερικές φορές απαιτείται η προσαρμογή πολλών συντεταγμένων του EA. Για παράδειγμα, ρεύμα (ροπή) και ταχύτητα. Σε αυτή την περίπτωση, οι κλειστές ΕΑ εκτελούνται σύμφωνα με το σχήμα με δευτερεύοντα έλεγχο συντεταγμένων.
Σχήμα 2 - Δομικό διάγραμμα ενός συστήματος ελέγχου υποτελών δύο βρόχων
Σε αυτό το σχήμα, η ρύθμιση κάθε συντεταγμένης πραγματοποιείται από τους δικούς της ελεγκτές (τρέχον RT και ταχύτητα RS), οι οποίοι μαζί με τις αντίστοιχες ανατροφοδοτήσεις με τους συντελεστές K oss και K oss σχηματίζουν κλειστούς βρόχους. Αυτά τα κυκλώματα βρίσκονται με τέτοιο τρόπο ώστε το σήμα εισόδου (ρύθμισης) για το κύκλωμα ρεύματος Uzt να είναι το σήμα εξόδου του κυκλώματος ταχύτητας που βρίσκεται έξω από αυτό. Έτσι, ο εσωτερικός βρόχος ρεύματος θα υποταχθεί στον εξωτερικό βρόχο ταχύτητας - την κύρια ρυθμιζόμενη συντεταγμένη του EA. Το σήμα U Δ από την έξοδο του RT τροφοδοτείται στον μετατροπέα θυρίστορ TP. Ο ηλεκτροκινητήρας ΗΜ αντιπροσωπεύεται από δύο μέρη: ηλεκτρικό (ESD) και μηχανικό (MChD).
Το κύριο πλεονέκτημα ενός τέτοιου σχήματος είναι η δυνατότητα βέλτιστης προσαρμογής της ρύθμισης κάθε συντεταγμένης. Επιπλέον, η υποταγή του βρόχου ρεύματος στον βρόχο ταχύτητας καθιστά δυνατή την απλοποίηση της διαδικασίας περιορισμού ρεύματος και ροπής, για την οποία είναι απαραίτητο μόνο να διατηρηθεί το σήμα στην έξοδο του ελεγκτή ταχύτητας (σήμα αναφοράς) του ρεύματος επίπεδο σε κατάλληλο επίπεδο.
Εξηγήστε για ποιον σκοπό έχουν σχεδιαστεί οι μετατροπείς στατικής συχνότητας με ενδιάμεση ζεύξη DC (SFC CRCT). Δώστε τα μπλοκ διαγράμματα του CFC CRPT, τα οποία διαφέρουν ως προς τον τρόπο ρύθμισης της τάσης στον στάτορα του IM.
Τα SFC PZPT έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν την εναλλασσόμενη τάση με σταθερό πλάτος και συχνότητα σε εναλλασσόμενη τάση με ρυθμιζόμενο πλάτος και συχνότητα.
Υπάρχουν τρεις τύποι SFC CRPT, ανάλογα με τη μέθοδο ρύθμισης της τάσης:
1. SFC PZPT με ελεγχόμενο ανορθωτή
Σε αυτό το κύκλωμα, το πλάτος της τάσης ρυθμίζεται στην έξοδο του ανορθωτή (Εικόνα 1).
Εικόνα 1 - SFC PZPT με ελεγχόμενο ανορθωτή
SW - ελεγχόμενος ανορθωτής, μετατρέπει την ενέργεια AC σε ενέργεια συνεχούς ρεύματος.
F - φίλτρο, χρησιμεύει για την εξομάλυνση του κυματισμού του ρεύματος και της τάσης.
I - inverter, χρησιμεύει για τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα.
SUV - σύστημα ελέγχου ανορθωτή.
IMS - σύστημα ελέγχου μετατροπέα.
FP - λειτουργικός μετατροπέας, χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του σήματος αναφοράς συχνότητας U c. φά. στο σήμα αναφοράς τάσης U γ. u . ανάλογα με τον εφαρμοσμένο νόμο ελέγχου συχνότητας.
Ανάλογα με τον τύπο του φίλτρου Ф στη σύνδεση DC, ο αυτόνομος μετατροπέας Και χωρίζεται σε ρεύμα AI και τάση AI. Σε ένα FH που βασίζεται σε AI, το φίλτρο είναι ένας αντιδραστήρας L με μεγάλη αυτεπαγωγή (Εικόνα 2α). Ένας τέτοιος μετατροπέας είναι μια πηγή ρεύματος, επομένως, σε αυτό το κύκλωμα, η ενέργεια ελέγχου στον κινητήρα είναι η συχνότητα και το ρεύμα του στάτη.
Εικόνα 2 - Σχήματα φίλτρων
Η τάση AI είναι μια πηγή τάσης, για την οποία το φίλτρο, εκτός από την αυτεπαγωγή L, περιέχει έναν μεγάλο πυκνωτή C (Εικόνα 2β). Η δράση ελέγχου στον κινητήρα στο σύστημα FFS με τάση AI είναι το πλάτος και η συχνότητα της τάσης.
Εικ. 2. SFC PZPT με μη ελεγχόμενο ανορθωτή και μετατροπέα με έλεγχο πλάτους παλμού (PWIC) στη σύνδεση DC (Εικόνα 3).
Εικόνα 3 - SFC PZPT με μη ελεγχόμενο ανορθωτή και PSHIU
Σε αυτή την περίπτωση, πραγματοποιείται ρύθμιση τάσης στο PSHIM, το οποίο είναι εγκατεστημένο μεταξύ του ανορθωτή HV και του μετατροπέα I. Η μη ρυθμισμένη τάση DC από το HV τροφοδοτείται στο PSHIM, όπου ρυθμίζεται σε μέγεθος και μετατρέπεται σε ακολουθία ορθογώνιων παλμών, που φιλτράρονται από το φίλτρο F και τροφοδοτούνται στην είσοδο του μετατροπέα I.
3. SFC PZPT με μη ελεγχόμενο ανορθωτή και με διαμόρφωση πλάτους παλμού της τάσης στον μετατροπέα (Εικόνα 4).
Εικόνα 4 - Διαμόρφωση πλάτους παλμού τάσης SFC PZPT στον μετατροπέα
Σε αυτό το σχήμα, η ρύθμιση του πλάτους και της συχνότητας τάσης συνδυάζεται στο I. Η διαμόρφωση πλάτους παλμού επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας έναν σύνθετο αλγόριθμο μεταγωγής πύλης και μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε μετατροπείς με ελεγχόμενα κλειδιά: με τρανζίστορ ισχύος ή με θυρίστορ τεχνητά μεταγωγής.
Ο ελεγκτής εκτελεί τον υπολογισμό της ασυμφωνίας και τη μετατροπή της σε ενέργεια ελέγχου σύμφωνα με μια συγκεκριμένη μαθηματική πράξη. Το VSAU χρησιμοποιεί κυρίως τους ακόλουθους τύπους ελεγκτών: αναλογικό (P), ολοκλήρωμα (I), αναλογικό-ολοκληρωμένο (PI), αναλογικό-ολοκληρωμένο-παράγωγο (PID). Ανάλογα με τον τύπο των σημάτων που μετατρέπονται, διακρίνονται οι αναλογικοί και ψηφιακοί ελεγκτές. Αναλογικοί ρυθμιστές (AP) υλοποιούνται με βάση λειτουργικούς ενισχυτές, ψηφιακό - βασίζονται σε εξειδικευμένες υπολογιστικές συσκευές ή μικροεπεξεργαστές. Οι αναλογικοί ελεγκτές μετατρέπουν μόνο αναλογικά σήματα που είναι συνεχείς συναρτήσεις του χρόνου. Όταν διέρχεται από το AR, κάθε στιγμιαία τιμή του συνεχούς σήματος μετατρέπεται.
Για την υλοποίηση του AR, ο λειτουργικός ενισχυτής (op-amp) ενεργοποιείται σύμφωνα με το κύκλωμα του αθροιστικού ενισχυτή με αρνητική ανάδραση. Ο τύπος του ρυθμιστή και η λειτουργία μεταφοράς του καθορίζονται από το κύκλωμα σύνδεσης των αντιστάσεων και των πυκνωτών στα κυκλώματα στην είσοδο και στην ανάδραση του ΛΣ.
Κατά την ανάλυση των ελεγκτών, θα χρησιμοποιήσουμε δύο κύριες παραδοχές που πληρούνται με υψηλό βαθμό ακρίβειας για έναν op-amp με αρνητική ανάδραση σε γραμμικό τρόπο λειτουργίας:
Διαφορική τάση εισόδου Uσε OU ισούται με μηδέν.
Οι αντιστρεπτικές και μη αναστροφικές είσοδοι του op-amp δεν καταναλώνουν ρεύμα, π.χ. ρεύματα εισόδου (Εικ. 2.2). Εφόσον η μη αντιστρεφόμενη είσοδος είναι συνδεδεμένη με τον «μηδενικό» δίαυλο, τότε, σύμφωνα με την πρώτη παραδοχή, το δυναμικό φ a της εισόδου αναστροφής είναι επίσης μηδέν.
Ρύζι. 2.2.Λειτουργικό διάγραμμα αναλογικού ελεγκτή
Περνώντας στην αύξηση των μεταβλητών της εξίσωσης (2.1) και χρησιμοποιώντας τον μετασχηματισμό Laplace, λαμβάνουμε τη συνάρτηση μεταφοράς του ελεγκτή P:
όπου - αναλογικό κέρδος.
Έτσι, στον ελεγκτή P, πραγματοποιείται μια αναλογική ενίσχυση (πολλαπλασιασμός με μια σταθερά) του σήματος ασυμφωνίας uιπποδρομίες.
Ο συντελεστής μπορεί να είναι είτε μεγαλύτερος είτε μικρότερος από ένα. Στο σχ. Το 2.3 δείχνει την εξάρτηση uστο = f(t) P-ελεγκτής όταν αλλάζει το σήμα σφάλματος uιπποδρομίες.
Ένας ενσωματωμένος ελεγκτής (ρυθμιστής I) εφαρμόζεται όταν ένας πυκνωτής C OU περιλαμβάνεται στο κύκλωμα ανάδρασης του op-amp (Εικ. 2.4). Λειτουργία μεταφοράς του ελεγκτή I
όπου είναι η σταθερά της ολοκλήρωσης, s.
Ρύζι. 2.4. Λειτουργικό διάγραμμα του ενσωματωμένου ρυθμιστή
Στον ελεγκτή I, το σήμα σφάλματος είναι ενσωματωμένο uιπποδρομίες.
Ένας αναλογικός-ολοκληρωτικός ελεγκτής (ελεγκτής PI) υλοποιείται συμπεριλαμβάνοντας μια αντίσταση R oh και έναν πυκνωτή C OU στην ανάδραση (Εικ. 2.6).
Ρύζι. 2.6.Λειτουργικό διάγραμμα του ελεγκτή PI
Λειτουργία μεταφοράς του ελεγκτή PI
είναι το άθροισμα των συναρτήσεων μεταφοράς των αναλογικών και ολοκληρωτικών ελεγκτών. Δεδομένου ότι ο ελεγκτής PI έχει τις ιδιότητες των ελεγκτών P και I, εκτελεί ταυτόχρονα αναλογική ενίσχυση και ενσωμάτωση του σήματος σφάλματος uιπποδρομίες.
Ένας αναλογικός-ολοκληρωματικός-διαφορικός ελεγκτής (ελεγκτής PID) υλοποιείται στην απλούστερη περίπτωση, συμπεριλαμβάνοντας τους πυκνωτές C 3 και C OS παράλληλα με τις αντιστάσεις R 3 και R OC στον ελεγκτή PI (Εικ. 2.8).
Ρύζι. 2.8.Λειτουργικό διάγραμμα του ελεγκτή PID
Λειτουργία μεταφοράς PID
πού είναι το αναλογικό κέρδος του ελεγκτή PID; - σταθερά διαφοροποίησης. - σταθερά ολοκλήρωσης· ; .
Η συνάρτηση μεταφοράς ελεγκτή PID είναι το άθροισμα των αναλογικών, ολοκληρωτικών και διαφορικών συναρτήσεων μεταφοράς ελεγκτή. Ο ελεγκτής PID αναλογεί ταυτόχρονα το κέρδος, η διαφοροποίηση και η ολοκλήρωση του σήματος σφάλματος uιπποδρομίες.
17 Ερώτηση Αισθητήρες συντεταγμένων AEP.
Μπλοκ διάγραμμα του αισθητήρα.Στο AED (αυτόματη ηλεκτρική κίνηση), οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη λήψη σημάτων ανάδρασης σε ελεγχόμενες συντεταγμένες. Αισθητήραςείναι μια συσκευή που ενημερώνει για την κατάσταση της ελεγχόμενης συντεταγμένης του AED αλληλεπιδρώντας μαζί του και μετατρέποντας την απόκριση σε αυτή την αλληλεπίδραση σε ηλεκτρικό σήμα.
Στον AED ελέγχονται οι ηλεκτρικές και μηχανικές συντεταγμένες: ρεύμα, τάση, EMF, ροπή, ταχύτητα, μετατόπιση κ.λπ. Για τη μέτρησή τους χρησιμοποιούνται κατάλληλοι αισθητήρες.
Ο αισθητήρας συντεταγμένων AED μπορεί να αναπαρασταθεί δομικά ως μια σειριακή σύνδεση ενός μορφοτροπέα μέτρησης (MT) και μιας συσκευής αντιστοίχισης (CS) (Εικ. 2.9). Ο μορφοτροπέας μέτρησης μετατρέπει τη συντεταγμένη Χσε ένα ηλεκτρικό σήμα τάσης και(ή τρέχον Εγώ), αναλογικό Χ . Η αντίστοιχη συσκευή μετατρέπει το σήμα εξόδου και IP σε σήμα ανάδρασης u OS , που σε μέγεθος και σχήμα ικανοποιεί το ACS.
Ρύζι. 2.9.Δομικό διάγραμμα του αισθητήρα συντεταγμένων AED
Αισθητήρες ρεύματος.Οι αισθητήρες ρεύματος (DT) έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνουν πληροφορίες σχετικά με την ισχύ και την κατεύθυνση του ρεύματος του κινητήρα. Υπόκεινται στις ακόλουθες απαιτήσεις:
Γραμμικότητα του χαρακτηριστικού ελέγχου στην περιοχή από 0,1 I nom έως 5 I nom όχι μικρότερη από 0,9.
Διαθεσιμότητα γαλβανικής απομόνωσης του κυκλώματος ισχύος και συστήματος ελέγχου.
Υψηλή απόδοση.
Ως μορφοτροπείς μέτρησης στο ντίζελ χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές ρεύματος, πρόσθετες περιελίξεις (αντιστάθμισης) τσοκ εξομάλυνσης, στοιχεία Hall, διακλαδώσεις.
Οι αισθητήρες ρεύματος που βασίζονται σε διακλαδώσεις χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση του ρεύματος του κινητήρα. Παραδιακλάδωσηείναι μια αντίσταση τεσσάρων ακροδεκτών με καθαρά ενεργή αντίσταση R sh (μη επαγωγική διακλάδωση), στους ακροδέκτες ρεύματος των οποίων είναι συνδεδεμένο το κύκλωμα ισχύος και στο δυναμικό - μέτρηση.
Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, η πτώση τάσης στην ενεργό αντίσταση u=R w Εγώ.
Για να αποδυναμωθεί η επίδραση της διακλάδωσης στη διέλευση του ρεύματος στο κύκλωμα του κινητήρα, η αντίστασή του πρέπει να είναι ελάχιστη. Η ονομαστική πτώση τάσης κατά μήκος της διακλάδωσης είναι συνήθως 75 mV, επομένως πρέπει να ενισχυθεί στις απαιτούμενες τιμές (3,0...3,5 V). Δεδομένου ότι η διακλάδωση έχει μια πιθανή σύνδεση με το κύκλωμα ισχύος, ο αισθητήρας ρεύματος πρέπει να περιέχει μια συσκευή γαλβανικής απομόνωσης. Ως τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές και οπτοηλεκτρονικές συσκευές. Ένα μπλοκ διάγραμμα ενός αισθητήρα ρεύματος που βασίζεται σε μια διακλάδωση φαίνεται στο σχ. 2.13.
Ρύζι. 2.13.Δομικό διάγραμμα αισθητήρα ρεύματος που βασίζεται σε διακλάδωση
Επί του παρόντος, οι αισθητήρες ρεύματος βασίζονται σε στοιχεία αίθουσας,τα οποία είναι κατασκευασμένα από ημιαγωγό υλικό σε μορφή λεπτής πλάκας ή φιλμ (Εικ. 2.14). Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα Ι Χ διέρχεται από μια πλάκα που βρίσκεται κάθετα σε ένα μαγνητικό πεδίο με επαγωγή ΣΤΟ,Το Hall emf προκαλείται στην πλάκα μιΧ:
όπου υπάρχει ένας συντελεστής ανάλογα με τις ιδιότητες του υλικού και τις διαστάσεις της πλάκας.
Αισθητήρες τάσης. ΣΤΟΩς μετατροπέας τάσης μέτρησης στον ηλεκτροκινητήρα χρησιμοποιούνται διαιρέτες τάσης αντίστασης (Εικ. 2.16).
Ρύζι. 2.16.Λειτουργικό διάγραμμα του αισθητήρα τάσης
Η τάση εξόδου του διαιρέτη.
Αισθητήρες EMF.Με χαμηλές απαιτήσεις για το εύρος ελέγχου ταχύτητας (έως 50), η ανάδραση EMF χρησιμοποιείται ως η κύρια ανάδραση στην ηλεκτρική κίνηση.
Ρύζι. 2.17.Λειτουργικό διάγραμμα του αισθητήρα EMF οπλισμού
Αισθητήρες ταχύτητας.Για να ληφθεί ένα ηλεκτρικό σήμα ανάλογο με τη γωνιακή ταχύτητα του ρότορα του κινητήρα, χρησιμοποιούνται ταχογεννήτριες και αισθητήρες ταχύτητας παλμού. Οι ταχογεννήτριες χρησιμοποιούνται σε αναλογικά συστήματα αυτόματου ελέγχου, παλμικά - σε ψηφιακά.
Οι αισθητήρες ταχύτητας υπόκεινται σε αυστηρές απαιτήσεις για τη γραμμικότητα του χαρακτηριστικού ελέγχου, τη σταθερότητα της τάσης εξόδου και το επίπεδο κυματισμού του, καθώς καθορίζουν τις στατικές και δυναμικές παραμέτρους της μονάδας στο σύνολό της.
Οι ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος με μόνιμους μαγνήτες χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρική κίνηση. Για τη μείωση του επιπέδου των παλμών ανακύκλωσης, ενσωματώνονται ταχογεννήτριες στον ηλεκτροκινητήρα.
Στους αισθητήρες ταχύτητας παλμού, οι μορφοτροπείς μετατόπισης παλμών χρησιμοποιούνται ως κύριος μορφοτροπέας μέτρησης, στον οποίο ο αριθμός των παλμών είναι ανάλογος με τη γωνία περιστροφής του άξονα.
Αισθητήρες θέσης. ΣΤΟΕπί του παρόντος, στην ηλεκτρική κίνηση, χρησιμοποιούνται επαγωγικοί και φωτοηλεκτρονικοί μετατροπείς για τη μέτρηση της μετατόπισης των κινητών μερών μηχανών και μηχανισμών.
Οι επαγωγικοί μετασχηματιστές περιλαμβάνουν περιστρεφόμενους μετασχηματιστές, selsyns και inductosyn. Οι επαγωγικές συνθέσεις μπορεί να είναι κυκλικές ή γραμμικές.
Περιστροφικοί μετασχηματιστές (VT)ονομάζονται ηλεκτρικές μικρομηχανές εναλλασσόμενου ρεύματος που μετατρέπουν τη γωνία περιστροφής α σε ημιτονοειδή τάση ανάλογη με αυτή τη γωνία. Στο σύστημα αυτόματου ελέγχου, οι περιστρεφόμενοι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται ως μετρητές ασυμφωνίας που καταγράφουν την απόκλιση του συστήματος από μια συγκεκριμένη προκαθορισμένη θέση.
Ο περιστρεφόμενος μετασχηματιστής έχει δύο ίδιες μονοφασικές κατανεμημένες περιελίξεις στον στάτορα και τον ρότορα, μετατοπισμένες μεταξύ τους κατά 90 °. Η τάση από την περιέλιξη του ρότορα αφαιρείται χρησιμοποιώντας δακτυλίους ολίσθησης και βούρτσες ή χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές δακτυλίου.
Η αρχή της λειτουργίας του VT στη λειτουργία φλεβοκομβικής λειτουργίας βασίζεται στην εξάρτηση της τάσης που προκαλείται στην περιέλιξη του ρότορα από την παλλόμενη μαγνητική ροή του στάτορα στη γωνιακή θέση των αξόνων των περιελίξεων του στάτορα και του ρότορα.
Selsynείναι μια ηλεκτρική μικρομηχανή AC με δύο περιελίξεις: διέγερση και συγχρονισμό. Ανάλογα με τον αριθμό των φάσεων της περιέλιξης διέγερσης, διακρίνονται οι μονοφασικές και τριφασικές σελσύνες. Η περιέλιξη συγχρονισμού είναι πάντα τριφασική. Στο ACS, χρησιμοποιούνται ευρέως selsyn χωρίς επαφή με μετασχηματιστή δακτυλίου.
Η περιέλιξη συγχρονισμού ενός selsyn χωρίς επαφή με έναν μετασχηματιστή δακτυλίου τοποθετείται στις αυλακώσεις του στάτορα, η περιέλιξη διέγερσης είναι στις αυλακώσεις ή στους έντονους πόλους του ρότορα selsyn. Η ιδιαιτερότητα του μετασχηματιστή δακτυλίου είναι ότι η κύρια περιέλιξή του βρίσκεται στον στάτορα και η δευτερεύουσα - στον ρότορα. Οι περιελίξεις έχουν τη μορφή δακτυλίων που τοποθετούνται σε ένα μαγνητικό σύστημα που αποτελείται από δακτυλιοειδή μαγνητικά κυκλώματα του στάτη και του ρότορα, τα οποία συνδέονται στον ρότορα με ένα εσωτερικό μαγνητικό κύκλωμα και στον στάτορα - με ένα εξωτερικό. Στο ACS, οι συγχρονισμοί χρησιμοποιούνται σε λειτουργίες πλάτους και μετατόπισης φάσης.
Το σχέδιο ενεργοποίησης των περιελίξεων selsyn στη λειτουργία πλάτους φαίνεται στο σχ. 2.19. Η συντεταγμένη εισόδου του συγχρονιστή σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας είναι η γωνία περιστροφής του ρότορα τ. Ως σημείο αναφοράς λαμβάνεται η κεντρική γραμμή της περιέλιξης φάσης ΑΛΛΑ.
Ρύζι. 2.19.Λειτουργικό διάγραμμα ενεργοποίησης των περιελίξεων selsyn στη λειτουργία πλάτους
Το σχέδιο για την ενεργοποίηση των περιελίξεων selsyn στη λειτουργία μετατόπισης φάσης φαίνεται στο σχ. 2.20. Η συντεταγμένη εισόδου του selsyn σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας είναι η γωνία περιστροφής τ, και η συντεταγμένη εξόδου είναι η φάση φ του EMF εξόδου μιέξω σε σχέση με την εναλλασσόμενη τάση τροφοδοσίας.
Ρύζι. 2.20.Λειτουργικό διάγραμμα ενεργοποίησης των περιελίξεων selsyn στη λειτουργία μετατόπισης φάσης
18 Ερώτηση Συστήματα ελέγχου παλμικής φάσης. Αρχές ελέγχου θυρίστορ.
Τα θυρίστορ χρησιμοποιούνται ως ελεγχόμενοι διακόπτες σε ανορθωτές. Για να ανοίξετε το θυρίστορ, πρέπει να πληρούνται δύο προϋποθέσεις:
Το δυναμικό ανόδου πρέπει να υπερβαίνει το δυναμικό καθόδου.
Πρέπει να εφαρμοστεί ένας παλμός ανοίγματος (ελέγχου) στο ηλεκτρόδιο ελέγχου.
Η στιγμή που εμφανίζεται μια θετική τάση μεταξύ της ανόδου και της καθόδου του θυρίστορ ονομάζεται στιγμή φυσικού ανοίγματος. Η παροχή της ώθησης ανοίγματος μπορεί να καθυστερήσει σε σχέση με τη φυσική ροπή ανοίγματος από τη γωνία ανοίγματος. Ως αποτέλεσμα, η έναρξη της διέλευσης ρεύματος μέσω του θυρίστορ που τίθεται σε λειτουργία καθυστερεί και ρυθμίζεται η τάση του ανορθωτή.
Για τον έλεγχο των θυρίστορ του ανορθωτή, χρησιμοποιείται ένα σύστημα ελέγχου παλμικής φάσης (SIPC), το οποίο εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
Προσδιορισμός των χρονικών σημείων στα οποία θα πρέπει να ανοίξουν ορισμένα συγκεκριμένα θυρίστορ. Αυτές οι χρονικές στιγμές ρυθμίζονται από το σήμα ελέγχου που προέρχεται από την έξοδο του ACS στην είσοδο του SIFU.
Σχηματισμός μεταδιδόμενων παλμών ανοίγματος Εγώτην κατάλληλη στιγμή στα ηλεκτρόδια ελέγχου των θυρίστορ και έχοντας το απαιτούμενο πλάτος, ισχύ και διάρκεια.
Σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης μιας μετατόπισης των παλμών ανοίγματος σε σχέση με το σημείο φυσικού ανοίγματος, διακρίνονται οι οριζόντιες, κάθετες και ενσωματωτικές αρχές ελέγχου.
Με οριζόντιο έλεγχο (Εικ. 2.28), ο έλεγχος AC ημιτονοειδής τάση uΤο y μετατοπίζεται φάση (οριζόντια) ως προς την τάση u 1 που τροφοδοτεί τον ανορθωτή. Στο χρονικό σημείο ωt=αΟι ορθογώνιοι παλμοί ενεργοποίησης σχηματίζονται από την τάση ελέγχου U gt . Ο οριζόντιος έλεγχος σε ηλεκτροκινητήρες πρακτικά δεν χρησιμοποιείται, λόγω του περιορισμένου εύρους ρύθμισης γωνίας α (περίπου 120°).
Με τον κατακόρυφο έλεγχο (Εικ. 2.29), η στιγμή τροφοδοσίας των παλμών ανοίγματος προσδιορίζεται όταν η τάση ελέγχου είναι ίση u y (σταθερό σχήμα) με μεταβλητή τάση αναφοράς (κάθετα). Τη στιγμή της ισότητας της τάσης σχηματίζονται ορθογώνιοι παλμοί U gt.
Με τον έλεγχο ενσωμάτωσης (Εικ. 2.30), η στιγμή τροφοδοσίας των παλμών ανοίγματος προσδιορίζεται όταν η μεταβλητή τάση ελέγχου είναι ίση και στομε σταθερή τάση αναφοράς U o σ. Τη στιγμή της ισότητας της τάσης σχηματίζονται ορθογώνιοι παλμοί U gt.
Ρύζι. 2.28.Αρχή οριζόντιου ελέγχου
Ρύζι. 2.29.Αρχή κάθετου ελέγχου
Ρύζι. 2.30.Ολοκληρωμένη αρχή ελέγχου
Σύμφωνα με τη μέθοδο ανάγνωσης της γωνίας ανοίγματος a, το SIFU χωρίζεται σε πολυκαναλικό και μονοκάναλο. Στα πολυκάναλα SIFU, η γωνία a για κάθε θυρίστορ του ανορθωτή μετριέται στο δικό του κανάλι, σε μονοκάναλα - σε ένα κανάλι για όλα τα θυρίστορ. Σε μια βιομηχανική ηλεκτρική κίνηση, χρησιμοποιούνται κυρίως πολυκάναλες SIFU με αρχή κάθετου ελέγχου.
Το άρθρο θα εξετάσει το τυπικό σε έναν λειτουργικό ενισχυτή, καθώς και παραδείγματα των διαφόρων τρόπων λειτουργίας αυτής της συσκευής. Μέχρι σήμερα, καμία συσκευή ελέγχου δεν είναι πλήρης χωρίς ενισχυτές. Αυτές είναι πραγματικά καθολικές συσκευές που σας επιτρέπουν να εκτελείτε διάφορες λειτουργίες με ένα σήμα. Θα μάθετε περισσότερα για το πώς λειτουργεί και τι ακριβώς σας επιτρέπει να κάνετε αυτή η συσκευή.
Ενισχυτές αναστροφής
Το κύκλωμα του αναστροφικού ενισχυτή στον op-amp είναι αρκετά απλό, μπορείτε να το δείτε στην εικόνα. Βασίζεται σε έναν λειτουργικό ενισχυτή (τα κυκλώματα μεταγωγής του συζητούνται σε αυτό το άρθρο). Επιπλέον, εδώ:
- Υπάρχει μια πτώση τάσης στην αντίσταση R1, στην τιμή της είναι ίδια με την είσοδο.
- Υπάρχει επίσης μια αντίσταση R2 - είναι ίδια με την έξοδο.
Σε αυτή την περίπτωση, ο λόγος της τάσης εξόδου προς την αντίσταση R2 είναι ίσος σε τιμή με τον λόγο της εισόδου προς το R1, αλλά αντίστροφα με αυτό σε πρόσημο. Γνωρίζοντας τις τιμές της αντίστασης και της τάσης, μπορείτε να υπολογίσετε το κέρδος. Για να γίνει αυτό, πρέπει να διαιρέσετε την τάση εξόδου με την τάση εισόδου. Σε αυτή την περίπτωση, ο λειτουργικός ενισχυτής (μπορεί να έχει οποιαδήποτε κυκλώματα μεταγωγής) μπορεί να έχει το ίδιο κέρδος ανεξάρτητα από τον τύπο.
Εργασία ανατροφοδότησης
Τώρα πρέπει να αναλύσουμε ένα βασικό σημείο με περισσότερες λεπτομέρειες - το έργο της ανατροφοδότησης. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει κάποια τάση στην είσοδο. Για απλότητα των υπολογισμών, ας πάρουμε την τιμή του ίση με 1 V. Ας υποθέσουμε επίσης ότι R1=10 kOhm, R2=100 kOhm.
Τώρα ας υποθέσουμε ότι έχει προκύψει κάποια απρόβλεπτη κατάσταση, λόγω της οποίας η τάση στην έξοδο του καταρράκτη έχει ρυθμιστεί στα 0 V. Στη συνέχεια, παρατηρείται μια ενδιαφέρουσα εικόνα - δύο αντιστάσεις αρχίζουν να λειτουργούν σε ζεύγη, μαζί δημιουργούν έναν διαιρέτη τάσης. Στην έξοδο του σταδίου αναστροφής, διατηρείται σε επίπεδο 0,91 V. Ταυτόχρονα, ο ενισχυτής λειτουργίας σάς επιτρέπει να διορθώσετε την αναντιστοιχία στις εισόδους και η τάση μειώνεται στην έξοδο. Ως εκ τούτου, είναι πολύ εύκολο να σχεδιαστεί ένα κύκλωμα λειτουργικού ενισχυτή που υλοποιεί τη λειτουργία ενός ενισχυτή σήματος από έναν αισθητήρα, για παράδειγμα.
Και αυτή η αλλαγή θα συνεχιστεί μέχρι την ίδια στιγμή έως ότου η έξοδος ρυθμιστεί σε μια σταθερή τιμή 10 V. Είναι αυτή τη στιγμή που τα δυναμικά θα είναι ίσα στις εισόδους του λειτουργικού ενισχυτή. Και θα είναι ίδιες με τις δυνατότητες της γης. Από την άλλη πλευρά, εάν η τάση συνεχίσει να μειώνεται στην έξοδο της συσκευής και είναι μικρότερη από -10 V, το δυναμικό στην είσοδο θα γίνει χαμηλότερο από το έδαφος. Συνέπεια αυτού είναι ότι η τάση εξόδου αρχίζει να αυξάνεται.
Ένα τέτοιο κύκλωμα έχει ένα μεγάλο μειονέκτημα - η σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι πολύ μικρή, ειδικά για ενισχυτές με μεγάλη τιμή κέρδους τάσης, εάν ο βρόχος ανάδρασης είναι κλειστός. Και ο σχεδιασμός που συζητείται παρακάτω στερείται όλων αυτών των ελλείψεων.
Ενισχυτής χωρίς αναστροφή
Το σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα ενός μη αναστροφικού ενισχυτή που βασίζεται σε έναν λειτουργικό ενισχυτή. Αφού το αναλύσουμε, μπορούμε να βγάλουμε αρκετά συμπεράσματα:
- Η τιμή τάσης UA είναι ίση με την είσοδο.
- Η τάση UA αφαιρείται από τον διαιρέτη, η οποία είναι ίση με την αναλογία του γινομένου της τάσης εξόδου και του R1 προς το άθροισμα των αντιστάσεων R1 και R2.
- Στην περίπτωση που το UA είναι ίσο σε τιμή με την τάση εισόδου, το κέρδος είναι ίσο με τον λόγο της τάσης εξόδου προς την τάση εισόδου (ή μπορείτε να προσθέσετε ένα στον λόγο των αντιστάσεων R2 και R1).
Αυτός ο σχεδιασμός ονομάζεται μη αντιστρεφόμενος ενισχυτής, έχει ουσιαστικά άπειρη αντίσταση εισόδου. Για παράδειγμα, για τους λειτουργικούς ενισχυτές της σειράς 411, η τιμή του είναι 1012 ohms, ελάχιστη. Και για λειτουργικούς ενισχυτές σε διπολικά τρανζίστορ ημιαγωγών, κατά κανόνα, άνω των 108 ohms. Αλλά η σύνθετη αντίσταση εξόδου του καταρράκτη, όπως και στο κύκλωμα που εξετάστηκε προηγουμένως, είναι πολύ μικρή - κλάσματα του ωμ. Και αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τον υπολογισμό των κυκλωμάτων σε λειτουργικούς ενισχυτές.
Κύκλωμα ενισχυτή AC
Και τα δύο κυκλώματα που συζητήθηκαν προηγουμένως στο άρθρο λειτουργούν αλλά εάν το εναλλασσόμενο ρεύμα λειτουργεί ως σύνδεση μεταξύ της πηγής σήματος εισόδου και του ενισχυτή, τότε θα είναι απαραίτητο να παρέχεται γείωση για το ρεύμα στην είσοδο της συσκευής. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι η τιμή του ρεύματος είναι εξαιρετικά μικρή σε μέγεθος.
Στην περίπτωση που υπάρχει ενίσχυση σημάτων AC, είναι απαραίτητο να μειωθεί το κέρδος του σήματος DC σε μονάδα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για περιπτώσεις όπου το κέρδος τάσης είναι πολύ μεγάλο. Λόγω αυτού, είναι δυνατό να μειωθεί σημαντικά η επίδραση της διατμητικής τάσης, η οποία φέρεται στην είσοδο της συσκευής.
Το δεύτερο παράδειγμα κυκλώματος για εργασία με εναλλασσόμενη τάση
Σε αυτό το κύκλωμα, στο επίπεδο των -3 dB, μπορείτε να δείτε την αντιστοιχία στη συχνότητα των 17 Hz. Σε αυτό, η σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή είναι στο επίπεδο των δύο κιλών ohms. Επομένως, ο πυκνωτής πρέπει να είναι αρκετά μεγάλος.
Για να δημιουργήσετε έναν ενισχυτή εναλλασσόμενου ρεύματος, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν μη αναστροφικό τύπο κυκλώματος ενισχυτή ενεργοποίησης. Και θα πρέπει να έχει αρκετά μεγάλο κέρδος τάσης. Αλλά ο πυκνωτής μπορεί να είναι πολύ μεγάλος, επομένως είναι καλύτερο να σταματήσετε να τον χρησιμοποιείτε. Είναι αλήθεια ότι είναι απαραίτητο να επιλέξετε σωστά τη διατμητική τάση, εξισώνοντάς την σε τιμή μηδέν. Και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαιρέτη σε σχήμα Τ και να αυξήσετε τις τιμές αντίστασης και των δύο αντιστάσεων στο κύκλωμα.
Ποιο σχέδιο είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε
Οι περισσότεροι σχεδιαστές προτιμούν μη αναστρέφοντες ενισχυτές επειδή έχουν πολύ υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου. Και παραμελούν τα κυκλώματα αναστροφικού τύπου. Αλλά το τελευταίο έχει ένα τεράστιο πλεονέκτημα - δεν είναι απαιτητικό για τον ίδιο τον λειτουργικό ενισχυτή, που είναι η «καρδιά» του.
Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά, στην πραγματικότητα, είναι πολύ καλύτερα. Και με τη βοήθεια της φανταστικής γείωσης, όλα τα σήματα μπορούν να συνδυαστούν χωρίς μεγάλη δυσκολία και δεν θα έχουν καμία επίδραση το ένα στο άλλο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σχέδια και κύκλωμα ενισχυτή DC σε λειτουργικό ενισχυτή. Όλα εξαρτώνται από τις ανάγκες.
Και το τελευταίο πράγμα είναι η περίπτωση εάν ολόκληρο το κύκλωμα που εξετάζεται εδώ είναι συνδεδεμένο στη σταθερή έξοδο ενός άλλου ενισχυτή λειτουργίας. Σε αυτή την περίπτωση, η τιμή της σύνθετης αντίστασης στην είσοδο δεν παίζει σημαντικό ρόλο - τουλάχιστον 1 kOhm, τουλάχιστον 10, τουλάχιστον άπειρο. Σε αυτή την περίπτωση, ο πρώτος καταρράκτης εκπληρώνει πάντα τη λειτουργία του σε σχέση με τον επόμενο.
Κύκλωμα επαναλήπτη
Ο ακόλουθος στον λειτουργικό ενισχυτή λειτουργεί παρόμοια με τον πομπό, που είναι χτισμένος σε ένα διπολικό τρανζίστορ. Και εκτελεί παρόμοιες λειτουργίες. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ένας μη αντιστρεφόμενος ενισχυτής, στον οποίο η αντίσταση της πρώτης αντίστασης είναι απείρως μεγάλη και η δεύτερη είναι μηδενική. Σε αυτή την περίπτωση, το κέρδος είναι ίσο με τη μονάδα.
Υπάρχουν ειδικοί τύποι λειτουργικών ενισχυτών που χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία μόνο για κυκλώματα επαναλήπτη. Έχουν πολύ καλύτερα χαρακτηριστικά - κατά κανόνα, αυτό είναι υψηλή απόδοση. Ένα παράδειγμα είναι οι λειτουργικοί ενισχυτές όπως οι OPA633, LM310, TL068. Το τελευταίο έχει ένα περίβλημα, όπως ένα τρανζίστορ, καθώς και τρεις εξόδους. Πολύ συχνά, τέτοιοι ενισχυτές αναφέρονται απλώς ως buffers. Γεγονός είναι ότι έχουν τις ιδιότητες ενός μονωτή (πολύ υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και εξαιρετικά χαμηλή απόδοση). Περίπου σύμφωνα με αυτήν την αρχή, το κύκλωμα του ενισχυτή ρεύματος είναι χτισμένο σε έναν λειτουργικό ενισχυτή.
Ενεργή λειτουργία
Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ένας τρόπος λειτουργίας στον οποίο οι έξοδοι και οι είσοδοι του λειτουργικού ενισχυτή δεν υπερφορτώνονται. Εάν εφαρμοστεί ένα πολύ μεγάλο σήμα στην είσοδο του κυκλώματος, τότε στην έξοδο θα αρχίσει απλώς να κόβεται ανάλογα με το επίπεδο τάσης του συλλέκτη ή του πομπού. Αλλά όταν η τάση στην έξοδο είναι σταθερή στο επίπεδο αποκοπής, η τάση στις εισόδους του op-amp δεν αλλάζει. Σε αυτή την περίπτωση, το εύρος δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από την τάση τροφοδοσίας
Τα περισσότερα κυκλώματα op-amp έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε αυτή η ταλάντευση να είναι 2 V μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας. Αλλά όλα εξαρτώνται από το συγκεκριμένο κύκλωμα ενισχυτή op-amp που χρησιμοποιείται. Υπάρχει επίσης ένας περιορισμός σταθερότητας που βασίζεται στον λειτουργικό ενισχυτή.
Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει πτώση τάσης σε μια πηγή αιωρούμενου φορτίου. Εάν το ρεύμα έχει κανονική κατεύθυνση κίνησης, μπορείτε να συναντήσετε ένα φορτίο που είναι περίεργο με την πρώτη ματιά. Για παράδειγμα, αρκετές ανεστραμμένες μπαταρίες. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λήψη συνεχούς ρεύματος φόρτισης.
Μερικές προφυλάξεις
Ένας απλός ενισχυτής τάσης σε έναν λειτουργικό ενισχυτή (μπορεί να επιλεγεί οποιοδήποτε κύκλωμα) μπορεί να κατασκευαστεί κυριολεκτικά "στο γόνατο". Αλλά πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένα χαρακτηριστικά. Φροντίστε να βεβαιωθείτε ότι η ανάδραση στο κύκλωμα είναι αρνητική. Αυτό υποδηλώνει επίσης ότι είναι απαράδεκτο να συγχέουμε τις μη αντιστρεπτικές και αναστροφικές εισόδους του ενισχυτή. Επιπλέον, πρέπει να υπάρχει βρόχος ανάδρασης DC. Διαφορετικά, ο op-amp θα περάσει γρήγορα σε κορεσμό.
Οι περισσότεροι ενισχυτές λειτουργίας έχουν πολύ χαμηλή διαφορική τάση εισόδου. Σε αυτήν την περίπτωση, η μέγιστη διαφορά μεταξύ των εισόδων μη αναστροφής και αναστροφής μπορεί να περιοριστεί στα 5 V σε οποιαδήποτε σύνδεση τροφοδοσίας. Εάν παραμεληθεί αυτή η συνθήκη, θα εμφανιστούν μάλλον μεγάλα ρεύματα στην είσοδο, γεγονός που θα οδηγήσει στο γεγονός ότι όλα τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος θα επιδεινωθούν.
Το χειρότερο σε αυτό είναι η φυσική καταστροφή του ίδιου του λειτουργικού ενισχυτή. Ως αποτέλεσμα, το κύκλωμα του ενισχυτή στον λειτουργικό ενισχυτή σταματά να λειτουργεί εντελώς.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψην
Και, φυσικά, πρέπει να μιλήσετε για τους κανόνες που πρέπει να τηρούνται προκειμένου να διασφαλιστεί η σταθερή και ανθεκτική λειτουργία του λειτουργικού ενισχυτή.
Το πιο σημαντικό είναι ότι ο ενισχυτής λειτουργίας έχει πολύ υψηλό κέρδος τάσης. Και αν η τάση αλλάξει κατά ένα κλάσμα του millivolt μεταξύ των εισόδων, η τιμή της στην έξοδο μπορεί να αλλάξει σημαντικά. Επομένως, είναι σημαντικό να γνωρίζετε: για έναν λειτουργικό ενισχυτή, η έξοδος προσπαθεί να διασφαλίσει ότι η διαφορά τάσης μεταξύ των εισόδων είναι κοντά (ιδανικά ίση) με το μηδέν.
Ο δεύτερος κανόνας είναι ότι η τρέχουσα κατανάλωση του λειτουργικού ενισχυτή είναι εξαιρετικά μικρή, κυριολεκτικά νανοαμπέρ. Εάν είναι εγκατεστημένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου στις εισόδους, τότε υπολογίζεται σε picoamp. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι είσοδοι δεν καταναλώνουν ρεύμα, ανεξάρτητα από το ποιος λειτουργικός ενισχυτής χρησιμοποιείται, το κύκλωμα - η αρχή λειτουργίας παραμένει η ίδια.
Αλλά μην νομίζετε ότι ο ενισχυτής λειτουργίας αλλάζει πραγματικά συνεχώς την τάση στις εισόδους. Φυσικά, αυτό είναι σχεδόν αδύνατο να εφαρμοστεί, αφού δεν θα υπήρχε αντιστοιχία με τον δεύτερο κανόνα. Χάρη στον λειτουργικό ενισχυτή, αξιολογείται η κατάσταση όλων των εισόδων. Με τη βοήθεια ενός εξωτερικού κυκλώματος ανάδρασης, η τάση μεταδίδεται στην είσοδο από την έξοδο. Το αποτέλεσμα είναι ότι η διαφορά τάσης μεταξύ των εισόδων του λειτουργικού ενισχυτή είναι στο μηδέν.
Η έννοια της ανατροφοδότησης
Αυτή είναι μια κοινή έννοια και χρησιμοποιείται ήδη με ευρεία έννοια σε όλους τους τομείς της τεχνολογίας. Σε οποιοδήποτε σύστημα ελέγχου υπάρχει μια ανάδραση που συγκρίνει το σήμα εξόδου και την τιμή ρύθμισης (αναφορά). Ανάλογα με την τρέχουσα τιμή, υπάρχει μια προσαρμογή προς τη σωστή κατεύθυνση. Επιπλέον, το σύστημα ελέγχου μπορεί να είναι οτιδήποτε, ακόμα και ένα αυτοκίνητο που ταξιδεύει κατά μήκος του δρόμου.
Ο οδηγός πατάει τα φρένα και η ανατροφοδότηση εδώ είναι η αρχή της επιβράδυνσης. Σχεδιάζοντας μια αναλογία με ένα τόσο απλό παράδειγμα, μπορείτε να κατανοήσετε καλύτερα την ανατροφοδότηση στα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Και αρνητικά σχόλια είναι αν το αυτοκίνητο επιταχύνει όταν πατηθεί το πεντάλ του φρένου.
Στα ηλεκτρονικά, η ανάδραση είναι η διαδικασία με την οποία ένα σήμα μεταφέρεται από μια έξοδο σε μια είσοδο. Σε αυτή την περίπτωση, το σήμα στην είσοδο σβήνει επίσης. Από τη μία, αυτή δεν είναι πολύ λογική ιδέα, γιατί μπορεί να φαίνεται από έξω ότι το κέρδος θα μειωθεί σημαντικά. Τέτοιες κριτικές, παρεμπιπτόντως, ελήφθησαν από τους ιδρυτές της ανάπτυξης της ανατροφοδότησης στην ηλεκτρονική. Αλλά αξίζει να κατανοήσουμε λεπτομερέστερα την επίδρασή του στους λειτουργικούς ενισχυτές - εξετάστε τα πρακτικά κυκλώματα. Και γίνεται σαφές ότι πραγματικά μειώνει λίγο το κέρδος, αλλά σας επιτρέπει να βελτιώσετε ελαφρώς τις υπόλοιπες παραμέτρους:
- Εξομαλύνετε τις αποκρίσεις συχνότητας (τις φέρνει στο απαιτούμενο).
- Σας επιτρέπει να προβλέψετε τη συμπεριφορά του ενισχυτή.
- Δυνατότητα εξάλειψης της μη γραμμικότητας και της παραμόρφωσης του σήματος.
Όσο πιο βαθιά είναι η ανάδραση (μιλάμε για αρνητική ανάδραση), τόσο μικρότερο αντίκτυπο έχουν τα χαρακτηριστικά ανοιχτού βρόχου στον ενισχυτή. Το αποτέλεσμα - όλες οι παράμετροί του εξαρτώνται μόνο από τις ιδιότητες του κυκλώματος.
Αξίζει να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι όλοι οι λειτουργικοί ενισχυτές λειτουργούν σε λειτουργία με πολύ βαθιά ανάδραση. Και το κέρδος τάσης (με τον ανοιχτό βρόχο του) μπορεί να φτάσει ακόμη και πολλά εκατομμύρια. Επομένως, το κύκλωμα ενισχυτή που βασίζεται σε λειτουργικό ενισχυτή είναι εξαιρετικά απαιτητικό όσον αφορά τη συμμόρφωση με όλες τις παραμέτρους για την τροφοδοσία ρεύματος και το επίπεδο σήματος εισόδου.
