Për të thjeshtuar procesin e ndërtimit të një rregullatori aktual në amplifikatorët operacionalë, ne transformojmë PF-në e tij (8) si më poshtë:
(8")
Termi i parë në (8") është prodhimi i lidhjeve izodromike dhe aperiodike, i dyti është lidhja aperiodike, e treta është lidhja diferencuese inerciale. Nga kursi Elektronikë ju dini si t'i montoni këto lidhje në amplifikatorët operacional.
Figura 10 - Rregullatori aktual në amplifikatorët operacionalë
Qarku, siç shihet, përbëhet nga tre degë paralele, të cilat mbyllen nga daljet në grumbulluesin invertues në amplifikatorin operacional, kështu që sinjali dalës u 2
do të përmbyset në raport me hyrjen u 1
. Nëse miratimi është i nevojshëm u 1
Dhe u 2
Do të jetë e nevojshme të instaloni një inverter shtesë në daljen e grumbulluesit. Kjo teknikë u aplikua në degën e mesme të qarkut, pasi lidhja aperiodike është ndërtuar mbi një përforcues operacional invertues. Dega e sipërme është përgjegjëse për PF 
. Produkti i lidhjeve izodromike dhe aperiodike bëhet duke lidhur qarqet e tyre në seri në amplifikatorët operacionalë përmbysës, dhe meqenëse secila lidhje përmbys sinjalin, nuk kërkohet përputhja e hyrjes dhe daljes së degës së sipërme. Dega e poshtme, e cila zbaton lidhjen dinamike inerciale, nuk e kthen sinjalin e hyrjes.
Le të llogarisim parametrat e qarkut. Dihet se
Pasi pyeti R 1 =R 3 =R 5 = R 8 =R 12 =R 17 =R 18 = 500 Ohm, R 13 = 300 Ohm, R 14 = 50 Ohm e marrim atë ME 1 =
=
= 240 µF, ME 2 =ME 3 =
=
= 10 µF, ME 4 =
=
= 40 µF, R 2 =
= 
= 380 Ohm, R 4 =R 6 =R 9 =R 10 =R 11 =R 16 = 500 Ohm, R 7 = 110 Ohm, R 15 =
=
= 
= 310 Ohm.
2.3AmLahx - një program për ndërtimin e parametrave asimptotikë dhe sintetizimin e kontrolluesve duke përdorur metodën e parametrave të dëshiruar
2.3.1 Informacione të përgjithshme rreth programit
Programi AmLAHX është krijuar për të ekzekutuar në mjedisin MatLab6.0 ose më të lartë dhe i ofron përdoruesit aftësitë e mëposhtme:
ka një ndërfaqe GUI;
ndërton LFC asimptotike të objekteve dinamike të specifikuara në formën e funksioneve të transferimit;
ndërton në mënyrë interaktive LFC-në e dëshiruar të një sistemi me lak të hapur sipas kritereve të përcaktuara të cilësisë, duke përfshirë, programi i lejon përdoruesit të zgjedhë seksionet e çiftëzimit (shpatet e tyre) në varësi të llojit të LFC të objektit të kontrollit;
siguron zbritje automatike nga LFC-ja e sistemit me lak të hapur të LFC-së të objektit të kontrollit dhe duke ndërtuar kështu LFC-në e kontrolluesit, kthen frekuencat e konjuguara dhe pjerrësitë e asimptotave, gjë që e bën mjaft të lehtë shkrimin e funksionit të tij të transferimit duke përdorur LFC-ja e kontrolluesit (në versionet e mëvonshme programi do ta bëjë këtë automatikisht);
Të gjitha LFC-të janë paraqitur duke treguar pjerrësinë e asimptotave; përdoruesi mund të përcaktojë ngjyrat e secilit LFC veç e veç, si dhe formatin e mbishkrimeve në grafikët (trashësia, lartësia).
2.3.2 Linja e komandës së programit
Linja e plotë e komandës për të ekzekutuar programin është:
yy=amlahx( numër,den,flamur,param),
Ku numër Dhe strofull- numëruesi dhe emëruesi i PF të objektit të kontrollit, përkatësisht, numër Dhe strofull duhet të jenë vektorë të shkruar në formatin MatLab (shih shembullin më poshtë);
flamuri- mënyra e funksionimit (1 (i parazgjedhur) ose 2);
param- një vektor me 6 elementë (numra), përkatësisht 1, 2 dhe 3 elementë, janë trashësia e LFC-ve të OU, RS dhe CU, 4, 5 dhe 6 janë ngjyrat e këtyre LFC-ve (si parazgjedhje, trashësia nga të gjitha LFC-të është 1, ngjyrat janë përkatësisht e kuqe, blu dhe jeshile).
AmLAHX pa parametra funksionon në modalitetin demo, në këtë rast
numër= ,strofull = ,flamuri= 2.
PAJISJET TIPIKE TË SISTEMEVE TË KONTROLLIT
Rregullatorët
Funksion i rëndësishëm sistemet moderne automatizimi është rregullimi i koordinatave të tij, domethënë ruajtja e vlerave të tyre të kërkuara me saktësinë e nevojshme. Ky funksion zbatohet duke përdorur një numër të madh elementësh të ndryshëm, ndër të cilët rregullatorët janë të një rëndësie të madhe.
Rregullatori kryen transformimin e sinjalit të kontrollit që korrespondon me veprimet matematikore të kërkuara nga kushtet e funksionimit të sistemit të kontrollit. Operacionet e kërkuara tipike përfshijnë transformimet e mëposhtme të sinjalit: proporcional, proporcional-integral, proporcional-integral-diferencial.
Baza e rregullatorit analog është një përforcues operacional - një përforcues i rrymës së drejtpërdrejtë, i cili, në mungesë të reagimit, ka një fitim të lartë. Përforcuesit operacionalë të integruar përdoren më gjerësisht. Një përforcues operacional është një strukturë me shumë shkallë në të cilën mund të dallohet një përforcues diferencial i hyrjes ( DU) me hyrje të anasjellta dhe direkte, përforcues tensioni ( OKB), duke zbatuar fitim të lartë dhe një përforcues fuqie ( MENDJE), duke siguruar kapacitetin e nevojshëm të ngarkesës së amplifikatorit operacional. Diagrami funksional i amplifikatorit operacional është paraqitur në Fig. 4.1. Dizajni me një çip, me madhësi të vogël, i amplifikatorit operacional siguron stabilitet të lartë të parametrave, gjë që bën të mundur marrjen e një fitimi të lartë DC. Pikat e nxjerra nga diagrami Kl, K2, KZ projektuar për lidhjen e qarqeve të korrigjimit të jashtëm që zvogëlojnë fitimin në frekuenca të larta dhe rrisin qëndrueshmërinë e amplifikatorit me reagime. Pa qarqe korrigjuese, në frekuenca mjaft të larta, kur vonesa e grumbulluar e fazës është 180°, shenja e reagimit ndryshon dhe me një fitim të madh, amplifikatori operacional vetë-ngacmohet dhe hyn në modalitetin e vetëlëkundjes. Në Fig. 4.1 përdoren shënimet e mëposhtme: U fq- tensioni i furnizimit të amplifikatorit; U ui- tensioni i kontrollit të hyrjes nëpërmjet hyrjes së kundërt të amplifikatorit; U paketim- tensioni i kontrollit të hyrjes nëpërmjet hyrjes direkte të amplifikatorit; Ju jashtë- tensioni i daljes së amplifikatorit. Të gjitha tensionet e mësipërme maten në lidhje me telin e përbashkët të një furnizimi me energji bipolare.
Qarqet e lidhjes së amplifikatorit operacional janë paraqitur në Fig. 4.2. Faza diferenciale e amplifikatorit operacional ka dy hyrje kontrolli: direkte me potencial U paketim dhe anasjelltas me potencialin U ui(Fig. 4.2, A).
 |
Tensioni i daljes së amplifikatorit përcaktohet nga produkti i fitimit dhe diferenca potenciale e hyrjeve të amplifikatorit, d.m.th.
U jashtë = k уо (U lart - U уу) = k уо U у,
Ku k uo- fitimi diferencial i amplifikatorit operacional; U y- tensioni diferencial i hyrjes së amplifikatorit, domethënë tensioni midis hyrjeve direkte dhe inverse. Fitimi diferencial i amplifikatorëve operacionalë të integruar në mungesë të reagimit.
Në lidhje me tensionet hyrëse U vhp Dhe U whi Tensioni i daljes përcaktohet nga diferenca
U jashtë = k lart U në - k ui U në,
ku janë fitimet direkte të hyrjes k paketë dhe me hyrje të anasjelltë k ui përcaktohet nga qarku i ndërrimit të amplifikatorit. Për qarkun e kalimit të hyrjes direkte të paraqitur në Fig. 4.3, b, fitimi përcaktohet nga formula
,
dhe për qarkun e ndërrimit të hyrjes së kundërt të paraqitur në Fig. 4.3, V, - sipas formulës
Për të ndërtuar qarqe të ndryshme rregullatori, zakonisht përdoret një qark përforcues operacional me një hyrje të anasjelltë. Në mënyrë tipike, rregullatorët duhet të kenë hyrje të shumta. Sinjalet e hyrjes furnizohen në pikën 1 (Fig. 4.2, V) nëpërmjet rezistencave individuale të hyrjes. Funksionet e kërkuara të transferimit të rregullatorëve janë marrë për shkak të rezistencave komplekse aktive-kapacitive në qarkun e reagimit Z os dhe në qarqet hyrëse Z në. Funksioni i transferimit të rregullatorit në lidhje me ndonjë nga hyrjet pa marrë parasysh përmbysjen e tensionit të daljes
. (4.1)
Në varësi të llojit të funksionit të transferimit, përforcuesi operacional mund të konsiderohet si një ose një tjetër rregullator funksional. Në të ardhmen, për të zbatuar rregullatorë, ne do të konsiderojmë vetëm qarqet komutuese bazuar në hyrjen e kundërt.
Kontrolluesi proporcional (P-kontrolluesi) - Ky është përforcuesi i ngushtë i reagimit të treguar në Fig. 4.3, A. Funksioni i tij i transferimit
W(p) = k P, (4.2)
Ku k P- koeficienti i fitimit të rregullatorit P.
Siç vijon nga funksioni i transferimit (4.2), brenda gjerësisë së brezit të amplifikatorit operacional, përgjigja e frekuencës së amplitudës logaritmike (LAFC) e rregullatorit P është paralel me boshtin e frekuencës w, dhe faza është zero (Fig. 4.3, b).
Kontrollues integral (I-rregullator) fitohet duke përfshirë një kondensator në qarkun e reagimit, siç tregohet në Fig. 4.4, A, duke integruar sinjalin hyrës dhe funksionin e transferimit të kontrolluesit
 |
, (4.3)
Ku T dhe = R në C os- konstante e integrimit.
Siç vijon nga (4.3), zhvendosja e fazës së sinjalit të daljes është e barabartë me - fq/ 2, LFC ka një pjerrësi prej -20 dB/dec, dhe përgjigja logaritmike e frekuencës së fazës (LPFR) është paralele me boshtin e frekuencës w(Fig. 4.4, b).
Kontrolluesi proporcional-integral (kontrollues PI ) fitohet nga lidhja paralele e rregullatorëve P- dhe I, d.m.th
Funksioni i transferimit (4.4) mund të merret në një përforcues operacional duke përfshirë reaktancën-kapacitiv aktiv në reagimin e tij Z os (p) = R os (p) + + 1 / (C os p), siç tregohet në Fig. 4.5, A.
Pastaj, në përputhje me (4.1)
,
Ku T 1 = R os C os; T I = R në C os; k P = R os / R in.
Karakteristikat logaritmike të frekuencës së kontrolluesit PI janë paraqitur në Fig. 4.5, b.
Kontrollues diferencial proporcional (kontrollues PD) fitohet nga lidhja paralele e një rregullatori P dhe një rregullatori diferencial D, d.m.th
W PD (p) = k P + T D p = k P (T 1 p+1). (4.5)
Funksioni i transferimit (4.5) merret duke lidhur një kondensator me rezistencën hyrëse të op-amp, siç tregohet në Fig. 4.6, A. Pastaj, duke marrë parasysh (4.1), kemi
Ku T 1 = R në C in; k P = R os / R in.
 |
Karakteristikat logaritmike të frekuencës së kontrolluesit PD janë paraqitur në Fig. 4.6, b.
Kontrolluesi proporcional-integral-derivativ (kontrollues PID). Ky rregullator fitohet nga lidhja paralele e tre rregullatorëve - rregullatori P, rregullatori I dhe rregullatori D. Funksioni i tij i transferimit ka formën
. (4.6)
Funksioni i transferimit (4.6) gjithmonë mund të zbatohet me lidhjen paralele të një kontrolluesi PD dhe një kontrolluesi I, të cilët kanë, përkatësisht, funksionet e transferimit (4.5) dhe (4.3). Në këtë rast, qarku i kontrolluesit PID mund të zbatohet duke përdorur tre amplifikatorë operacionalë. Përforcuesi i parë zbaton funksionin e një rregullatori PD (Fig. 4.6, A), amplifikuesi i dytë është funksioni i rregullatorit I (Fig. 4.4, A), përforcuesi i tretë (Fig. 4.3, A) është funksioni i përmbledhjes së sinjaleve dalëse të amplifikatorit të parë dhe të dytë.
Nëse parametrat k P, T I Dhe T D vendos një kufizim
atëherë funksioni i transferimit (4.6) mund të shkruhet si
, (4.7)
Ku k P = (T 1 + T 2) / T I; T D = (T 1 T 2) / T I.
Një kontrollues PID me një funksion transferimi (4.7) është një lidhje vijuese e një kontrolluesi PD dhe një kontrolluesi PI dhe mund të zbatohet në një përforcues të vetëm operacional me rezistencë në qarkun e reagimit
Z os (p) = R os + 1/(C os p)
dhe rezistenca në qarkun e hyrjes
.
Në këtë rast, konstantet e kohës së kontrolluesit T 1 = R në C in, T 2 =R os C os, T 0 =R në C os.
 |
Qarku i kontrolluesit PID për një amplifikator është paraqitur në Fig. 4.7, A, dhe karakteristikat e saj logaritmike të frekuencës në Fig. 4.7, b.
Qarqet e konsideruara të kontrolluesit PD dhe kontrolluesit PID kanë kondensatorë në qarqet hyrëse të amplifikatorit, të cilët për interferencën me frekuencë të lartë paraqesin një rezistencë afër zeros. Për të rritur stabilitetin e rregullatorëve, mund të lidhni një rezistencë shtesë me një rezistencë të vogël (të paktën një renditje e madhësisë më pak se kapaciteti i kondensatorit) në seri me kondensatorin.
Rregullatorët, funksionimi i tyre dhe zbatimet teknike diskutohen më në detaje në /1/.
Pyetje vetë-testimi
1. Çfarë funksioni kryejnë rregullatorët e sistemit të automatizimit?
2. Cilat transformime tipike të sinjalit të kontrollit kryhen nga rregullatorët e sistemeve të automatizimit?
3. Cila është baza për ndërtimin e shumicës së rregullatorëve analogë modernë?
4. Cilat janë vetitë kryesore të amplifikatorëve operacionalë?
5. Cilat janë koordinatat hyrëse të një përforcuesi tipik optik?
6. Cila është koordinata e daljes së një përforcuesi tipik optik?
7. Cilët janë komponentët e përfshirë në qarkun funksional të një amplifikuesi operacional?
8. Emërtoni qarqet tipike për lidhjen e amplifikatorëve operacionalë.
9. Cili qark tipik i amplifikatorit operacional përdoret zakonisht për të zbatuar rregullatorë?
10. Jepni funksionin e transferimit të amplifikatorit operacional për qarkun e hyrjes invertuese.
11. Cili element përmban një kontrollues proporcional në qarkun e reagimit të një amplifikuesi operacional?
12. Cili element përmban një kontrollues proporcional në qarkun hyrës të një amplifikuesi operacional?
13. Jepni funksionin e transferimit të një kontrolluesi proporcional.
14. Cilat janë karakteristikat e frekuencës së amplitudës dhe frekuencës fazore të një kontrolluesi proporcional?
15. Cili element përmban një rregullator integral në qarkun e reagimit të një amplifikuesi operacional?
16. Cili element përmban një rregullator integral në qarkun hyrës të një amplifikuesi operacional?
17. Jepni funksionin e transferimit të rregullatorit integral.
18. Sa është pjerrësia e përgjigjes së frekuencës së amplitudës logaritmike të një rregullatori integral?
19. Cila është përgjigja e frekuencës fazore të një rregullatori integral?
20. Çfarë elementesh përmban qarku i reagimit të një amplifikuesi operacional?
21. Cili element përmban qarkun hyrës të amplifikatorit operacional të rregullatorit proporcional-integral?
22. Jepni funksionin e transferimit të një kontrolluesi proporcional-integral.
23. Cili element përmban qarkun e feedback-ut të amplifikatorit operacional të rregullatorit diferencial proporcional?
24. Jepni funksionin e transferimit të një kontrolluesi proporcional-diferencial.
25. Nën çfarë kufizimesh në parametrat e një kontrolluesi proporcional-integral-derivativ zbatohet në një përforcues të vetëm operacional?
26. Çfarë elementesh përmban qarku hyrës i një kontrolluesi proporcional-integral-derivativ i bazuar në një amplifikator të vetëm operacional?
27. Çfarë elementesh përmban qarku i reagimit të një kontrolluesi proporcional-integral-derivativ i bazuar në një amplifikator të vetëm operacional?
Kontrolluesit e intensitetit
Një njësi kryesore tipike në sistemet e kontrollit të lëvizjes elektrike dhe sistemet e tjera të automatizimit është integrues ose kontrollues i intensitetit(ZI). Detyra e SI është të krijojë një ndryshim të qetë në sinjalin kryesor kur lëviz nga një nivel në tjetrin, domethënë të krijojë një ngritje dhe rënie lineare të sinjalit me shpejtësinë e kërkuar. Në gjendje të qëndrueshme, voltazhi në daljen e gjeneratorit të intensitetit është i barabartë me tensionin në hyrjen e tij.
Në Fig. Figura 4.8 tregon një bllok diagram të një SI me një integrim, i përbërë nga tre amplifikues operacional. Të gjithë amplifikatorët janë të lidhur sipas një qarku me një hyrje invertuese. Përforcuesi i parë U1, funksionon pa reagime, por me kufizim të tensionit në dalje U 1, ka një karakteristikë drejtkëndëshe, e cila është paraqitur pa marrë parasysh përmbysjen e tensionit të daljes në Fig. 4.9, A. Përforcuesi i dytë operacional U2 punon si një integrues me një shkallë të vazhdueshme integrimi
(4.8)
Shkalla e integrimit mund të rregullohet duke ndryshuar Rin2. Përforcuesi i tretë U3 gjeneron tension reagimi negativ
. (4.9)
Kur në hyrje aplikohet një tension referencë U z tensioni i daljes rritet në mënyrë lineare sipas (4.8). Në një moment në kohë t=t p, Kur U z = - U os, integrimi ndalon dhe voltazhi i daljes, si më poshtë nga (4.9), arrin vlerën 
, mbetet i pandryshuar edhe më tej. Kur hiqni tensionin e konfigurimit nga hyrja ( U z = 0) ndodh procesi i zvogëlimit linear të tensionit të daljes në zero (Fig. 4.9, b).
Shkalla e ndryshimit të tensionit të daljes së kësaj pajisjeje mbrojtëse, siç vijon nga (4.8), mund të ndryshojë ose duke ndryshuar vlerën e tensionit U 1, për shembull, duke zgjedhur diodat zener në qarkun e reagimit të amplifikatorit U1 me tension stabilizimi të barabartë me vlerën e kërkuar U 1, ose duke ndryshuar vlerën e produktit R në 2 C oc2.
Në Fig. 4.10, A Tregohet një qark tjetër i një SI njëintegrues, i bërë në bazë të një transistori bipolar të lidhur sipas një qarku me një bazë të përbashkët. Ky qark përdor vetitë e një transistori ( T) si përforcues i rrymës. Rimbushja e kondensatorit ( ME) ndodh gjithmonë në një rrymë kolektori konstante unë të, e përcaktuar nga rryma e dhënë e emetuesit unë e. Në këtë rast, shkalla e ndryshimit të tensionit me kalimin e kohës ju jashtë në dalje të ZI | duout/dt| = unë të/C. Karakteristikat e kontrollit ZI ju jashtë = = f(t) treguar në Fig. 4.10, b. Shpejtësia e ndryshimit të sinjalit të daljes mund të rregullohet duke ndryshuar tensionin U e, në proporcion me të cilin ndryshon rryma unë e dhe, në përputhje me rrethanat, rryma unë të, ose ndryshimi i kapacitetit të kondensatorit. Në gjendje të qëndrueshme, kondensatori është gjithmonë i ngarkuar me tension ju në. Ura ndreqës siguron një drejtim konstant të rrymës së kolektorit të transistorit, pavarësisht nga shenja e tensionit ju në. ZI janë diskutuar në detaje në /1, 7/.
Pyetje vetë-testimi
1. Për çfarë qëllimi përdoren kontrollorët e intensitetit në qarqet e automatizimit?
2. Cilat janë koordinatat hyrëse dhe dalëse të gjeneratorit të intensitetit?
3. Sa është fitimi statik i gjeneratorit të intensitetit?
4. Si duhet të ndryshojë tensioni në daljen e gjeneratorëve me intensitet njëintegrues me ndryshimet hap pas hapi në tensionin e hyrjes?
5. Mbi bazën e çfarë amplifikatorësh ndërtohen kontrollorët e intensitetit integrues?
6. Sa amplifikatorë operacionalë, të lidhur nëpërmjet hyrjes së kundërt, nevojiten për të zbatuar një gjenerator të intensitetit integrues një herë?
7. Tregoni qëllimin e secilit prej tre amplifikatorëve operacionalë në një qark tipik kontrolluesi të intensitetit me një integrim të krijuar në mikroqarqe.
8. Cilat parametra ndikojnë në shpejtësinë e ndryshimit të tensionit në dalje të një gjeneratori me intensitet me një integrim në tre amplifikatorë operacionalë?
9. Si arrihet një ndryshim linear i tensionit në kondensator në qarkun e një kontrolluesi të intensitetit të tranzistorit me një integrim?
10. Cilat parametra ndikojnë në shpejtësinë e ndryshimit të tensionit në dalje të një kontrolluesi të intensitetit të tranzistorit me një integrim?
Elementet që përputhen
Elementet funksionale brenda sistemeve të kontrollit mund të jenë heterogjenë në llojin e sinjalit, llojin e rrymës, rezistencën dhe fuqinë, dhe tregues të tjerë. Prandaj, kur lidhni elementët, lind detyra e koordinimit të karakteristikave të tyre. Ky problem zgjidhet duke përputhur elementët. Ky grup elementësh përfshin detektorë fazor që përputhen me llojin e rrymës, konvertuesit dixhital në analog dhe analog në dixhital që përputhen me llojin e sinjalit, ndjekësit e emetuesit, rezistencat e përputhshme të hyrjes dhe daljes, amplifikatorët e fuqisë, ndarësit galvanikë dhe elementë të tjerë. . Funksioni i koordinimit mund të kryhet gjithashtu nga elementë të destinuar normalisht për qëllime të tjera. Për shembull, përforcuesi operacional i diskutuar në seksionin 4.1 rezulton të jetë një përcjellës emetuesi në lidhje me një hyrje jo-invertuese kur tensioni i daljes lidhet me hyrjen e përmbysur.
Për ndarjen galvanike, për shembull, mund të përdoret një sensor i tensionit të transformatorit. Elementë të tillë dhe të ngjashëm janë të dukshëm ose të njohur dhe nuk do të merren parasysh.
Le të shqyrtojmë elemente standarde më komplekse të përputhjes.
Detektor fazor(PD) ka marrë një sërë emrash të tjerë në literaturën shkencore dhe teknike: amplifikues i ndjeshëm ndaj fazës, ndreqës i ndjeshëm ndaj fazës, diskriminues i fazës, demodulator.
Qëllimi i FD është të konvertojë tensionin AC të hyrjes U brenda Tensioni i daljes V DC Ju jashtë, polariteti dhe amplituda e të cilave varen nga faza e tensionit të hyrjes j. Kështu, PD ka dy koordinata hyrëse: amplituda e tensionit të hyrjes U në m dhe faza e tensionit të hyrjes j dhe një koordinatë dalëse: vlera mesatare e tensionit të daljes Ju jashtë. Ekzistojnë dy mënyra të funksionimit të PD: modaliteti amplitudë, kur faza e tensionit të hyrjes mbetet konstante, duke marrë një nga dy vlerat 0 ose fq, U në m= var dhe Ju jashtë = f(U në m); modaliteti fazor kur U brenda= konst, j= var dhe Ju jashtë = f(j).
Në modalitetin e amplitudës, PD përdoret si një konvertues i një sinjali të mospërputhjes AC në një sinjal kontrolli në disqet servo DC, si një konvertues i sinjalit dalës të një tahogjeneratori AC, etj. Në modalitetin fazor, PD përdoret në sistemet e kontrollit në të cilat ndryshorja e kontrolluar dhe e kontrollit është një fazë që ndryshon pa probleme.
Detektorit të fazës, si rregull, nuk i caktohet funksioni i amplifikimit të tensionit.
Prandaj fitimi i PD-së është afër unitetit. Në Fig. Figura 4.11 tregon qarkun ekuivalent të llogaritur të një PD me valë të plotë. Qarku korrespondon me një qark të korrigjimit zero, në të cilin valvulat zëvendësohen nga çelsat funksionale K1 Dhe K2. Rezistenca ndaj ngarkesës Rn, në të cilën është ndarë tensioni i daljes, lidh pikat e mesit A, 0 çelësat dhe burimet e kontrollit të EMF e y. Rezistenca e brendshme e burimit të kontrollit EMF futet në çdo qark R y. Gjendja e çelësave kontrollohet nga EMF referencë e op në përputhje me algoritmin: për e op > 0 K1 përfshirë, pra atë
 |
funksioni i ndërrimit y k1= 1,a K2 i çaktivizuar, domethënë funksioni i tij i ndërrimit y k2 = 0. Për e op< 0 y k1 = 0, A y k2= 1. Ky algoritëm mund të përfaqësohet me formula
y në 1 = (1+shenjë e op) /2; y në 2 = (1- shenjë e op) /2 . (4.10)
Natyrisht, me të mbyllura K1 dalje emf e jashtë ndërmjet pikave A, 0 e barabartë me e y, dhe kur mbyllet K2 e jashtë = - e y, kjo eshte
e jashtë = e y y k1 - e y y k2. (4.11)
Zëvendësimi i (4.10) në (4.11) jep
e jashtë = e y shenjë e op . (4.12)
Diagrami i ndryshimeve në EMF dalëse që korrespondon me algoritmet (4.11) dhe (4.12) është paraqitur në figurën 4.12.
e op = E op m sinwt Dhe e y = E y m sin(wt - j),
Ku E op m,E y m- vlerat e amplitudës së EMF referencë dhe EMF të kontrollit; wështë frekuenca këndore e EMF referencë dhe EMF e kontrollit, pastaj vlera mesatare e EMF-së së korrigjuar të daljes
. (4.13)
Sepse E y m = k p U në m, tension mesatar i daljes 
, pastaj duke marrë parasysh (4.13)
, (4.14)
Ku k fq- koeficienti i transferimit nga tensioni i hyrjes në EMF të kontrollit. Përcaktohet nga veçoritë e një diagrami specifik të qarkut PD.
Për j= konst = 0 ose j= konst = fq ekziston një mënyrë amplitude e funksionimit të PD, për të cilën karakteristika e kontrollit është e drejtpërdrejtë:
U jashtë = k FD U brenda,
ku, duke marrë parasysh (4.14), fitimi i PD në modalitetin e amplitudës
.
Në j= 0 vlera të tensionit në dalje Ju jashtë janë pozitive dhe kur j = fq Vlerat e tensionit të daljes janë negative.
Për U brenda= konst dhe j= var ekziston një modalitet fazor i PD, për të cilin karakteristika e kontrollit ka formën
U jashtë = k " FD cosj = k "FD sinj",
Ku j " = p/2 - j, dhe koeficienti i transmetimit PD në modalitetin fazor duke marrë parasysh (4.14)
;
Në të vogla j" karakteristikë e kontrollit
Funksionimi i PD-ve, karakteristikat e tyre dhe diagramet e qarkut diskutohen në /1/.
Konvertuesit dixhital në analog(DAC). Konvertuesi përputhet me pjesën dixhitale të sistemit të kontrollit me atë analog. Koordinata hyrëse e DAC është një numër binar me shumë bit A n = a n -1 …a i …a 1 a 0, dhe koordinata e daljes është tension Ju jashtë, i krijuar në bazë të tensionit të referencës U op(Fig. 4.13).
Qarqet DAC ndërtohen në bazë të një matrice të rezistencës, me ndihmën e së cilës përmblidhen rrymat ose tensionet në mënyrë që tensioni i daljes të jetë proporcional me numrin e hyrjes. DAC përbëhet nga tre pjesë kryesore: një matricë e rezistencës, çelsat elektronikë të kontrolluar nga numri i hyrjes dhe një përforcues përmbledhës që gjeneron tensionin e daljes. Në Fig. Figura 4.14 tregon një qark të thjeshtë të një DAC të pakthyeshme. Çdo shifër e numrit binar të hyrjes Një korrespondon me rezistencën
R i = R 0 / 2 i, (4.15)
Ku R0- rezistencë e rendit të ulët.
Rezistencë R i lidhet me një furnizim me energji elektrike me një tension referencë U op nëpërmjet çelësit elektronik K i, e cila është e mbyllur në a i=1 dhe hapet në a i= 0. Natyrisht, në varësi të vlerës a i Rezistenca e qarkut të hyrjes për i- kategoria e th duke marrë parasysh (4.15) do të përcaktohet nga shprehja
R i = R 0 /(2 i a i). (4.16)
Pastaj për edhe une= 0, domethënë qarku është i prishur dhe për a i=1 qark është i ndezur dhe ka rezistencë R 0/2 i.
Në diagramin në Fig. 4.14 përforcues operacional U përmbledh rrymat e hyrjes dhe tensionin e tij në dalje, duke marrë parasysh shënimin dhe shprehjen e qarkut (4.16)
Shprehja (4.17) e formularit U jashtë = f(A n)- Kjo është karakteristika e kontrollit të DAC. Ka një formë të shkallëzuar me një diskrete të tensionit që korrespondon me njësinë më pak të rëndësishme,
ΔU 0 = R os U op / R 0 = k DAC.
Madhësia ΔU 0është në të njëjtën kohë koeficienti mesatar i transferimit të DAC k DAC.
Konvertuesi analog në dixhital(ADC) zgjidh problemin e kundërt - konverton një tension të vazhdueshëm të hyrjes në një numër, për shembull, binar. Çdo numër binar shumë-bitësh në dalje A i korrespondon me diapazonin e ndryshimeve të tensionit të hyrjes:
, (4.18)
Ku U ei = ΔU 0 i- vlera referuese e tensionit të daljes që korrespondon me numrin binar të daljes A i; ΔU 0- diskretiteti i tensionit të daljes, që korrespondon me njësinë e shifrës më pak të rëndësishme të numrit të daljes.
Në n-bit ADC, numri i përgjithshëm i niveleve jozero të tensionit të hyrjes referencë që ndryshojnë nga njëri-tjetri me ΔU 0, e barabartë me numrin dhjetor maksimal të daljes N=2 n - 1. Që nga çdo nivel U e i, sipas (4.18), mbart informacion për numrin, pastaj në funksionimin e ADC mund të dallojmë operacionet kryesore: krahasimi i tensioneve hyrëse dhe referencës, përcaktimi i numrit të nivelit, gjenerimi i numrit të daljes në një kod të caktuar. . Fitimi mesatar i ADC përcaktohet si reciproke e fitimit përkatës të DAC:
k ADC = 1 / ΔU 0.
Atëherë ekuacioni për karakteristikën e kontrollit ADC mund të shkruhet si
Karakteristika e kontrollit ADC ka një formë hapi.
Qarqet e zbatimit të ADC mund të ndahen në dy lloje kryesore: veprim paralel dhe veprim sekuencial.
Avantazhi kryesor i një ADC paralel është performanca e tij e lartë. Shndërrimi i tensionit të hyrjes analoge në një numër dhjetor shumëshifror ndodh në vetëm dy cikle ore të elementeve të qarkut dixhital. Disavantazhi kryesor i ADC-ve të tilla është numri i madh i krahasuesve analogë dhe flip-flops në qark, i barabartë me 2 n - 1, gjë që i bën ADC-të paralele shumë-bitësh shumë të shtrenjta.
Në një ADC serial kërkohen kosto dukshëm më të ulëta harduerike. Në Fig. Figura 4.15 tregon një qark përcjellës ADC që i përket grupit të qarqeve sekuenciale. Diagrami përdor simbole të papërmendura më parë: GTI- gjenerator i pulsit të orës, SR- numërues i kundërt, TE- krahasues, R- regjistri i daljes. Emërtimet e elementeve logjike DHE,OSE JO përgjithësisht i pranuar.
Krahasimi U brenda Dhe U e kryhet në një krahasues analog të kombinuar me dy dalje: "më shumë se" (>) dhe "më pak se" (<). ЕслиU në - U e >ΔU 0/ 2, atëherë një sinjal i vetëm shfaqet në dalje > dhe elementi Dhe 1 përcjell pulset e orës në hyrjen përmbledhëse (+1) të numëruesit lart/poshtë SR. Numri i prodhimit po rritet SR, dhe rritet në përputhje me rrethanat Uh, gjeneruar DAC. Nëse U në - U e < ΔU 0 /2 , atëherë në dalje shfaqet një sinjal i vetëm< , при этом импульсы от генератора тактовых импульсов через элемент DHE 2 kalojnë në hyrjen e zbritjes (-1) të numëruesit SR Dhe U e zvogëlohet. Kur gjendja | U në - U e | = ΔU 0 /2 në të dy daljet TE theksohen sinjalet dhe elementet zero Dhe 1 Dhe DHE 2 janë të kyçura për impulset e orës. Numëruesi ndalon së numëruari dhe numri i mbetur i pandryshuar në daljen e tij shfaqet në daljen e regjistrit R. Leja për të shkruar një numër në një regjistër jepet nga një sinjal i vetëm elementi OSE-JO, i përfshirë në dy dalje TE. Duke pasur parasysh këtë skemë në lidhje me U brenda Dhe Uh, mund të vërtetohet se ADC është një sistem kontrolli i mbyllur përgjatë koordinatës së daljes me një kontrollues TE veprim rele. Sistemi monitoron ndryshimin e tensionit të hyrjes me një saktësi të qëndrueshme prej ± U 0/2 dhe nxjerr një numër që korrespondon me daljen dixhitale U brenda. Një ADC gjurmues mund të konvertojë shpejt vetëm një ndryshim mjaft të ngadaltë në tensionin e hyrjes.
Disavantazhi kryesor i ADC-së së konsideruar është performanca e tij e dobët. Në rastin më të pafavorshëm, kur tensioni maksimal në hyrje vendoset befas, do të jetë e nevojshme për të prodhuar vlerën përkatëse të daljes në një kod dixhital. 2 n - 1 rreh Disa qarqe DAC dhe ADC dhe funksionimi i tyre diskutohen në /1/.
Pyetje vetë-testimi
1. Pse përdoren elementët e përputhshëm në sistemet e automatizimit?
2. Çfarë transformimi kryhet nga një detektor fazor?
3. Në cilat mënyra mund të funksionojë detektori fazor?
4. Cilat janë koordinatat hyrëse të detektorit fazor?
5. Cila është koordinata dalëse e një detektori fazor?
6. Cila është mënyra e funksionimit të amplitudës së një detektori fazor?
7. Cila është mënyra fazore e funksionimit të një detektori fazor?
8. Për çfarë mund të përdoren detektorët fazor në sistemet e automatizimit?
9. Jepni formulën për karakteristikat e kontrollit të një detektori fazor që funksionon në modalitetin e amplitudës.
10. Çfarë konvertimi kryhet nga një konvertues dixhital në analog?
11. Cilat janë koordinatat hyrëse dhe dalëse të një konverteri dixhital në analog?
12. Cilat janë pjesët kryesore të qarkut të konvertuesit dixhital në analog?
13. Jepni formula për llogaritjen e karakteristikave të kontrollit të një konverteri dixhital në analog dhe koeficientin mesatar të transmetimit të tij.
14. Çfarë lloj karakteristike kontrolli ka një konvertues dixhital në analog?
15. Çfarë konvertimi kryhet nga një konvertues analog në dixhital?
16. Cilat janë koordinatat hyrëse dhe dalëse të një konverteri analog në dixhital?
17. Jepni formula për llogaritjen e karakteristikave të kontrollit të një konverteri analog në dixhital dhe koeficientin mesatar të transmetimit të tij.
18. Cilat lloje të konvertuesve analog në dixhital ekzistojnë?
19. Cilat janë avantazhet dhe disavantazhet kryesore të konvertuesve paralelë analog-dixhital?
20. Cilat janë avantazhet dhe disavantazhet kryesore të konvertuesve serialë analog në dixhital?
21. Pse përdoret një konvertues dixhital në analog në një qark përcjellës të konvertuesit analog në dixhital?
22. Cili është gabimi maksimal i konvertimit absolut në gjendje të qëndrueshme të një konverteri përcjellës analog në dixhital?
SENSORËT
Pyetje vetë-testimi
1. Cilat janë koordinatat hyrëse dhe dalëse të sensorit të këndit të rrotullimit?
2. Cilat janë koordinatat hyrëse dhe dalëse të sensorit të këndit të mospërputhjes?
3. Në cilat sisteme mund të përdoren sensorët e këndit dhe sensorët e gabimeve?
4. Sa mbështjellje dhe ku e ka sinkroni i kontaktit trefazor?
5. Cilat janë koordinatat hyrëse dhe dalëse të selsyn?
6. Në cilat mënyra mund të funksionojë selsyn?
7. Cila është mënyra e funksionimit të amplitudës së një sinkronizuesi?
8. Cila është mënyra fazore e funksionimit të një selsyn?
9. Jepni një formulë për llogaritjen e karakteristikave të kontrollit të një sinkronizuesi në modalitetin e funksionimit të amplitudës.
10. Jepni një formulë për llogaritjen e karakteristikave të kontrollit të një sinkronizuesi në modalitetin fazor të funksionimit.
11. Cilët faktorë përcaktojnë gabimet statike të një sinkronizuesi që shtrembërojnë karakteristikat e tij të kontrollit?
12. Çfarë e shkakton gabimin e shpejtësisë së sensorit të këndit rrotullues bazuar në selsyn?
13. Në çfarë regjimi funksionojnë sensori selsyn dhe marrësi selsyn në qarkun e sensorit të këndit të mospërputhjes nëse vlera e amplitudës së EMF të rotorit të marrësit selsyn dhe faza e këtij EMF përdoren si koordinata të daljes së tij?
14. Jepni një formulë për llogaritjen e karakteristikave të kontrollit të një sensori të mospërputhjes bazuar në dy sinkronizues që funksionojnë në modalitetin e transformatorit.
15. Cilat janë disavantazhet kryesore të sensorëve të këndit rrotullues të bazuar në selsyn?
16. Për çfarë qëllimi përdoren ingranazhet matëse të reduktimit në hyrje të sensorëve të këndit të rrotullimit?
17. Për çfarë qëllimi përdoren ingranazhet matëse të rritjes në hyrje të sensorëve të këndit të rrotullimit?
18. Si ndryshon gabimi i matjes së këndit gjatë përdorimit të ingranazheve matëse të reduktimit?
19. Kur është e përshtatshme të përdoren sensorë të këndit diskretë?
20. Cilët janë elementët kryesorë të pranishëm në projektimin e një sensori dixhital të këndit të rrotullimit të bazuar në një disk kodi?
21. Pse karakteristika e kontrollit të një sensori dixhital të këndit të rrotullimit të bazuar në një disk kodi ka karakter hap pas hapi?
22. Jepni një formulë për llogaritjen e intervalit diskret të një sensori dixhital të këndit të rrotullimit bazuar në një disk kodi.
23. Jepni një formulë për llogaritjen e gabimit absolut të një sensori dixhital të këndit të rrotullimit bazuar në një disk kodi.
24. Me cilat masa të projektimit mund të rritet kapaciteti bit i një sensori dixhital të këndit të rrotullimit të bazuar në një disk kodi?
Sensorët e shpejtësisë këndore
Tachogjenerator DCështë një makinë elektrike me rrymë të vazhdueshme me ngacmim të pavarur ose magnet të përhershëm (Fig. 5.6). Koordinata e hyrjes TG - shpejtësia këndore w, dalje - tension Ju jashtë, i caktuar për rezistencën e ngarkesës.
E tg = kФw = I(R tg + R n),
Koeficienti i transferimit TG, V/rad; k = pN/ (2p a)- konstante konstruktive; F- fluksi i ngacmimit magnetik; R tg- rezistenca e mbështjelljes së armaturës dhe kontaktit të furçës.
 |
Koeficienti i transferimit të TG, në mënyrë rigoroze, nuk mbetet konstant kur shpejtësia ndryshon për shkak të jolinearitetit të rezistencës së kontaktit të furçës dhe reagimit të armaturës. Prandaj, një jolinearitet i caktuar vërehet në karakteristikën e kontrollit në zonat me shpejtësi të ulët dhe të lartë (Fig. 5.6, b). Jolineariteti në zonën me shpejtësi të ulët zvogëlohet duke përdorur furça të metalizuara me rënie të ulët të tensionit. Jolineariteti i karakteristikës për shkak të reaksionit të armaturës zvogëlohet duke kufizuar shpejtësinë nga lart dhe duke rritur rezistencën e ngarkesës. Gjatë kryerjes së këtyre aktiviteteve, karakteristikat e kontrollit të TG mund të konsiderohen pothuajse të drejtpërdrejta.
28. Rregullatoret e suimit.
1. Rregullatorë analogë të klasës "hyrje-dalje" bazuar në amplifikatorë operacionalë
Pavarësisht nga qëllimi teknologjik i rregullatorëve, ata të gjithë ndahen në 2 klasa të mëdha:
Kontrollorët parametrikë të klasës “input/output” (kontrollues P-, PI-, PID-, etj.);
Rregullatorët shtetërorë të ACS (aperiodike, modale, etj.).
Klasa e parë e rregullatorëve në diagramet funksionale të sistemit të kontrollit ES është caktuar si një funksion tranzicioni.
1. Kontrollues proporcional (P-kontrollues).
Diagrami skematik i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.19.
Ne do të supozojmë se në hyrjen e kontrolluesit ka një sinjal gabimi kontrolli X në, dhe X në = X h - X os. Për më tepër, në vend të dy rezistorëve R Z dhe R përdoret një OS - R hyrje
U jashtë ( t)=TE reg X në( t).
2. Rregullator integral (I-regulator).
Diagrami skematik i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.22.
Oriz. 4.22. Diagrami skematik i një rregullatori të integruar
Funksioni i transferimit të kontrolluesit
Ku T T Dhe = R VX ME 0 .
Karakteristikat e kohës së rregullatorit:
U jashtë ( t)=U jashtë (0)+ 1/ ( R VX ME 0)X në( t)t.
P 
proces kalimtar në kontrollues në kushtet fillestare zero ( U dalja (0)=0) do të ketë formën e treguar në Fig. 4.23.
Diagrami funksional i rregullatorit të integruar është paraqitur në Fig. 4.24.
3. Rregullator diferencial (D-regulator).
Diagrami skematik i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.25.
Funksioni i transferimit të kontrolluesit
Ku T D është konstanta e kohës së integruesit, T D = R 0 ME VH.
Karakteristikat e kohës së rregullatorit:
U jashtë ( t)=T D (t),
Ku (t) është funksioni i deltës së Dirakut.
Procesi kalimtar në rregullator do të ketë formën e treguar në Fig. 4.26.
ME 
Duhet të theksohet se gjerësia e kufizuar e brezit të frekuencës së vetë amplifikatorëve operacionalë nuk lejon që të realizohet diferencimi i pastër (ideal). Për më tepër, për shkak të imunitetit të ulët të zhurmës së rregullatorëve diferencialë, është zhvilluar praktika e përdorimit të lidhjeve reale diferencuese dhe diagramet e qarkut të rregullatorëve të tillë janë disi të ndryshme nga ato të paraqitura në Fig. 4.25.
Diagrami funksional i rregullatorit diferencial është paraqitur në Fig. 4.27.
4. Kontrollues proporcional-integral (PI kontrollues).
Diagrami skematik i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.28.
Funksioni i transferimit të kontrolluesit
Ku K REG - koeficienti i transmetimit të rregullatorit, K REG = R 0 /R VX;
T Dhe është konstante kohore e integruesit, T Dhe = R VX ME 0 .
Karakteristikat e kohës së rregullatorit:
U jashtë ( t)=U jashtë (0) + ( K REG + t/ ( R VX ME 0))X në( t).
Procesi kalimtar në kontrollues në kushtet fillestare zero do të ketë formën e treguar në Fig. 4.29.
Funksioni i transferimit të një kontrolluesi proporcional-integral shpesh paraqitet jo si një shumë e dy termave, por si një lidhje e ashtuquajtur izodromike.
, (4.53)
Ku T IZ është konstanta kohore e lidhjes izodromike, T NGA = R 0 C 0 ,
T Dhe a është konstante kohore e integrimit të kontrolluesit, T Dhe = R VX C 0 .
Kontrolluesi PI i përfshirë në strukturën ACS siguron kompensim për një konstante të madhe kohore të objektit të kontrollit (shih seksionin 8.1).
Kontrollues diferencial proporcional (kontrollues PD) Diagrami skematik i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.31.
Ku K K REG = R 0 /R VX;
T D është konstanta e kohës së integruesit, T D = R 0 ME VH.
Karakteristikat e kohës së rregullatorit:
U jashtë ( t)= K REG X në( t) +T D (t),
Ku (t) është funksioni i deltës së Dirakut.
P 
Procesi kalimtar në kontrolluesin PD do të ketë formën e treguar në Fig. 4.32, diagrami funksional i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.33.
Oriz. 4.32. Procesi kalimtar në kontrolluesin PD
6. Kontrolluesi proporcional-integral-derivativ (PID)
rregullator)
Diagrami skematik i rregullatorit është paraqitur në Fig. 4.34.
Funksioni i transferimit të kontrolluesit
Ku K REG - koeficienti i transmetimit të rregullatorit, K REG = R 0 /R VX + C VX / ME 0 ;
T Dhe a është konstante koha e integrimit, T Dhe = R VX ME 0 ;
T D - konstante kohore e diferencimit, T D = R 0 ME VH.
Karakteristikat e kohës së rregullatorit:
U jashtë ( t)=U jashtë (0) + K REG X në( t) + (1/T DHE P) X në( t) + T D (t),
Ku (t) është funksioni i deltës së Dirakut.
Procesi kalimtar në rregullator do të ketë formën e treguar në Fig. 4.35, diagrami funksional është paraqitur në Fig. 4.36.
Për analogji me një kontrollues PI, MM e një kontrolluesi PID shpesh përfaqësohet si një lidhje izodromike e rendit të dytë
, (4.56)
Ku T IZ,1 , T IZ,2 - konstante kohore të lidhjes izodromike; T IZ,1 = R 0 ME 0 ,T IZ,2 = =R hyrje ME hyrje
Kontrolluesi PID siguron kompensim për dy konstante të mëdha kohore të objektit të kontrollit, duke siguruar intensitetin e proceseve dinamike në ACS.
Artikulli do të diskutojë një përforcues standard operacional, dhe gjithashtu do të japë shembuj të mënyrave të ndryshme të funksionimit të kësaj pajisjeje. Sot, asnjë pajisje e vetme kontrolli nuk mund të bëjë pa amplifikatorë. Këto janë pajisje vërtet universale që ju lejojnë të kryeni funksione të ndryshme me një sinjal. Do të mësoni më tej se si funksionon kjo pajisje dhe çfarë saktësisht ju lejon të bëni kjo pajisje.
Përforcues përmbysës
Qarku i amplifikatorit përmbysës op-amp është mjaft i thjeshtë, mund ta shihni në imazh. Bazohet në një përforcues operacional (qarqet e lidhjes së tij diskutohen në këtë artikull). Përveç kësaj, këtu:
- Ka një rënie të tensionit në rezistencën R1; vlera e tij është e njëjtë me atë të hyrjes.
- Ekziston edhe R2 në rezistencë - është e njëjtë me atë të daljes.
Në këtë rast, raporti i tensionit të daljes ndaj rezistencës R2 është i barabartë në vlerë me raportin e tensionit të hyrjes me R1, por e kundërta në shenjë. Duke ditur vlerat e rezistencës dhe tensionit, mund të llogarisni fitimin. Për ta bërë këtë, duhet të ndani tensionin e daljes me tensionin e hyrjes. Në këtë rast, përforcuesi operacional (qarqet e tij të lidhjes mund të jenë çdo) mund të ketë të njëjtin fitim pavarësisht nga lloji.
Operacioni i reagimit
Tani duhet të hedhim një vështrim më të afërt në një pikë kyçe - si funksionon reagimi. Le të themi se ka pak tension në hyrje. Për thjeshtësi të llogaritjeve, le të marrim vlerën e tij të barabartë me 1 V. Le të supozojmë gjithashtu se R1=10 kOhm, R2=100 kOhm.
Tani le të supozojmë se është krijuar një situatë e paparashikuar, për shkak të së cilës voltazhi në daljen e kaskadës është vendosur në 0 V. Më pas, vërehet një pamje interesante - dy rezistenca fillojnë të punojnë në çifte, së bashku ato krijojnë një ndarës të tensionit. Në daljen e fazës së përmbysjes, ajo mbahet në një nivel prej 0,91 V. Në këtë rast, op-amp lejon të regjistrohet mospërputhja midis hyrjeve dhe voltazhi ulet në dalje. Prandaj, është shumë e thjeshtë të hartosh një qark përforcues operacional që zbaton funksionin e një amplifikuesi sinjali nga një sensor, për shembull.
Dhe ky ndryshim do të vazhdojë derisa dalja të arrijë një vlerë të qëndrueshme prej 10 V. Pikërisht në këtë moment potencialet në hyrjet e amplifikatorit operacional do të jenë të barabarta. Dhe ato do të jenë të njëjta me potencialin e tokës. Nga ana tjetër, nëse voltazhi në dalje të pajisjes vazhdon të ulet dhe është më pak se -10 V, potenciali në hyrje do të bëhet më i ulët se ai i tokës. Pasoja e kësaj është se tensioni në dalje fillon të rritet.
Ky qark ka një pengesë të madhe - impedanca e hyrjes është shumë e vogël, veçanërisht për amplifikatorët me një rritje të tensionit të lartë, nëse qarku i reagimit është i mbyllur. Dhe dizajni i diskutuar më tej është i lirë nga të gjitha këto mangësi.
Përforcues jo invertues
Figura tregon qarkun e një amplifikuesi operacional jo invertues. Pas analizimit të tij, mund të nxjerrim disa përfundime:
- Vlera e tensionit UA është e barabartë me tensionin e hyrjes.
- Tensioni UA hiqet nga ndarësi, i cili është i barabartë me raportin e produktit të tensionit të daljes dhe R1 me shumën e rezistencave R1 dhe R2.
- Në rastin kur UA është e barabartë në vlerë me tensionin e hyrjes, fitimi është i barabartë me raportin e tensionit të daljes me hyrjen (ose mund të shtoni një në raportin e rezistencave R2 dhe R1).
Ky dizajn quhet një përforcues jo-invertues; ai ka një rezistencë hyrëse pothuajse të pafundme. Për shembull, për amplifikatorët operacionalë të serisë 411, vlera e tij është 1012 Ohms, minimumi. Dhe për amplifikatorët operacionalë të bazuar në transistorë gjysmëpërçues bipolarë, si rregull, mbi 108 Ohm. Por impedanca e daljes së kaskadës, si dhe në qarkun e diskutuar më parë, është shumë e vogël - fraksione të një ohmi. Dhe kjo duhet të merret parasysh kur llogaritni qarqet duke përdorur amplifikatorë operacionalë.
Qarku i amplifikatorit AC
Të dy qarqet e diskutuara më parë në artikull punojnë në Por nëse lidhja midis burimit të sinjalit të hyrjes dhe amplifikatorit është rrymë alternative, atëherë do të duhet të siguroni tokëzim për rrymën në hyrjen e pajisjes. Për më tepër, duhet t'i kushtoni vëmendje faktit që vlera aktuale është jashtëzakonisht e vogël në madhësi.
Në rastin kur sinjalet AC përforcohen, është e nevojshme të zvogëlohet fitimi i sinjalit DC në unitet. Kjo është veçanërisht e vërtetë për rastet kur fitimi i tensionit është shumë i madh. Falë kësaj, është e mundur të zvogëlohet ndjeshëm ndikimi i tensionit të prerjes që drejtohet në hyrjen e pajisjes.
Shembulli i dytë i një qarku për të punuar me tension të alternuar
Në këtë qark, në një nivel prej -3 dB mund të shihni korrespondencën me një frekuencë prej 17 Hz. Mbi të, impedanca e kondensatorit rezulton të jetë në nivelin e dy kilo-ohmë. Prandaj, kondensatori duhet të jetë mjaft i madh.
Për të ndërtuar një përforcues AC, duhet të përdorni një lloj qarku op-amp jo-invertues. Dhe duhet të ketë një fitim mjaft të madh të tensionit. Por kondensatori mund të jetë shumë i madh, kështu që është mirë të mos e përdorni. Vërtetë, do të duhet të zgjidhni stresin e duhur të prerjes, duke barazuar vlerën e tij me zero. Ose mund të përdorni një ndarës në formë T dhe të rrisni vlerat e rezistencës së të dy rezistorëve në qark.
Cila skemë preferohet të përdoret?
Shumica e projektuesve preferojnë amplifikatorë jo-invertues, sepse ata kanë rezistencë të lartë hyrëse. Dhe ata neglizhojnë qarqet e tipit invertues. Por kjo e fundit ka një avantazh të madh - nuk është kërkues për vetë amplifikatorin operacional, i cili është "zemra" e tij.
Për më tepër, karakteristikat e tij janë, në fakt, shumë më të mira. Dhe me ndihmën e tokëzimit imagjinar, ju mund t'i kombinoni lehtësisht të gjitha sinjalet dhe ato nuk do të kenë asnjë ndikim mbi njëri-tjetrin. Një qark përforcues DC i bazuar në një përforcues operacional mund të përdoret gjithashtu në dizajne. E gjitha varet nga nevojat.
Dhe gjëja e fundit është rasti nëse i gjithë qarku i diskutuar këtu është i lidhur me daljen e qëndrueshme të një op-amp tjetër. Në këtë rast, vlera e rezistencës së hyrjes nuk luan një rol të rëndësishëm - të paktën 1 kOhm, të paktën 10, të paktën pafundësi. Në këtë rast, kaskada e parë kryen gjithmonë funksionin e saj në raport me atë të radhës.
Qarku i përsëritësit
Një përsëritës i bazuar në një përforcues operacional funksionon në mënyrë të ngjashme me një emetues të ndërtuar në një transistor bipolar. Dhe kryen funksione të ngjashme. Në thelb, ky është një përforcues jo-invertues në të cilin rezistenca e rezistencës së parë është pafundësisht e madhe, dhe rezistenca e të dytës është zero. Në këtë rast, fitimi është i barabartë me unitetin.
Ekzistojnë lloje të veçanta të amplifikatorëve operacionalë që përdoren në teknologji vetëm për qarqet përsëritëse. Ata kanë karakteristika shumë më të mira - si rregull, performancë të lartë. Shembujt përfshijnë përforcues operacional si OPA633, LM310, TL068. Ky i fundit ka një trup si një transistor, si dhe tre terminale. Shumë shpesh amplifikatorë të tillë quhen thjesht buffer. Fakti është se ato kanë vetitë e një izoluesi (rezistencë shumë e lartë e hyrjes dhe prodhim jashtëzakonisht i ulët). Përafërsisht i njëjti parim përdoret për të ndërtuar një qark përforcues të rrymës bazuar në një përforcues operacional.
Modaliteti aktiv
Në thelb, kjo është një mënyrë funksionimi në të cilën daljet dhe hyrjet e amplifikatorit operacional nuk mbingarkohen. Nëse një sinjal shumë i madh aplikohet në hyrjen e qarkut, atëherë në dalje ai thjesht do të fillojë të shkurtohet sipas nivelit të tensionit të kolektorit ose emetuesit. Por kur voltazhi i daljes fiksohet në nivelin e ndërprerjes, tensioni në hyrjet e op-amp nuk ndryshon. Në këtë rast, diapazoni nuk mund të jetë më i madh se tensioni i furnizimit
Shumica e qarqeve op-amp janë projektuar në mënyrë që kjo lëkundje të jetë 2 V më pak se tensioni i furnizimit. Por gjithçka varet nga qarku specifik i amplifikatorit op-amp që përdoret. Ekziston i njëjti kufizim për stabilitetin bazuar në një përforcues operacional.
Le të themi se ka një rënie të caktuar të tensionit në një burim me një ngarkesë lundruese. Nëse rryma lëviz në drejtimin normal, mund të hasni një ngarkesë që duket e çuditshme në shikim të parë. Për shembull, disa bateri të polarizuara të kundërta. Ky dizajn mund të përdoret për të marrë një rrymë të drejtpërdrejtë të karikimit.
Disa masa paraprake
Një përforcues i thjeshtë i tensionit i bazuar në një përforcues operacional (mund të zgjidhet çdo qark) mund të bëhet fjalë për fjalë "në gju". Por do t'ju duhet të merrni parasysh disa veçori. Është e domosdoshme të siguroheni që reagimi në qark të jetë negativ. Kjo gjithashtu sugjeron që është e papranueshme të ngatërroni hyrjet jo-invertuese dhe invertuese të amplifikatorit. Përveç kësaj, duhet të jetë i pranishëm një lak reagimi për rrymën direkte. Përndryshe, op-amp do të kalojë shpejt në ngopje.
Shumica e amperatorëve optikë kanë një tension diferencial shumë të vogël hyrës. Në këtë rast, diferenca maksimale midis hyrjeve jo-invertuese dhe invertuese mund të kufizohet në 5 V për çdo lidhje të burimit të energjisë. Nëse kjo gjendje neglizhohet, në hyrje do të shfaqen vlera mjaft të mëdha aktuale, të cilat do të çojnë në përkeqësimin e të gjitha karakteristikave të qarkut.
Gjëja më e keqe për këtë është shkatërrimi fizik i vetë amplifikatorit operacional. Si rezultat, qarku i amplifikatorit operacional ndalon së punuari plotësisht.
Duhet të merret parasysh
Dhe, natyrisht, duhet të flasim për rregullat që duhet të ndiqen për të siguruar funksionimin e qëndrueshëm dhe afatgjatë të amplifikatorit operacional.
Gjëja më e rëndësishme është që op-amp ka një fitim shumë të lartë të tensionit. Dhe nëse voltazhi midis hyrjeve ndryshon me një pjesë të milivoltit, vlera e tij në dalje mund të ndryshojë ndjeshëm. Prandaj, është e rëndësishme të dini: dalja e një amplifikuesi operacional përpiqet të sigurojë që diferenca e tensionit midis hyrjeve të jetë afër (idealisht e barabartë) me zero.
Rregulli i dytë është që konsumi aktual i amplifikatorit operacional është jashtëzakonisht i vogël, fjalë për fjalë nanoamper. Nëse në hyrje janë instaluar transistorë me efekt në terren, atëherë ai llogaritet në pikoamp. Nga kjo mund të konkludojmë se hyrjet nuk konsumojnë rrymë, pavarësisht se cili përforcues operacional përdoret, qarku - parimi i funksionimit mbetet i njëjtë.
Por nuk duhet të mendoni se op-amp ndryshon vazhdimisht tensionin në hyrje. Fizikisht, kjo është pothuajse e pamundur të realizohet, pasi nuk do të kishte korrespondencë me rregullin e dytë. Falë amplifikatorit operacional, vlerësohet gjendja e të gjitha hyrjeve. Duke përdorur një qark të jashtëm reagimi, voltazhi transferohet në hyrje nga dalja. Rezultati është se diferenca e tensionit midis hyrjeve të amplifikatorit operacional është zero.
Koncepti i reagimit
Ky është një koncept i zakonshëm dhe tashmë përdoret në një kuptim të gjerë në të gjitha fushat e teknologjisë. Çdo sistem kontrolli ka reagime që krahason sinjalin e daljes dhe vlerën e caktuar (referencën). Në varësi të vlerës aktuale, një rregullim ndodh në drejtimin e dëshiruar. Për më tepër, sistemi i kontrollit mund të jetë çdo gjë, madje edhe një makinë që lëviz në rrugë.
Shoferi shtyp frenat dhe reagimi këtu është fillimi i ngadalësimit. Duke tërhequr një analogji me një shembull kaq të thjeshtë, mund të kuptoni më mirë reagimet në qarqet elektronike. Dhe reagimet negative janë nëse kur shtypni pedalin e frenave, makina përshpejton.
Në elektronikë, reagimi është procesi gjatë të cilit një sinjal transferohet nga dalja në hyrje. Në këtë rast, sinjali në hyrje gjithashtu shtypet. Nga njëra anë, kjo nuk është një ide shumë e arsyeshme, sepse nga jashtë mund të duket se fitimi do të reduktohet ndjeshëm. Nga rruga, themeluesit e zhvillimit të reagimeve në elektronikë morën reagime të tilla. Por ia vlen të kuptohet më në detaje ndikimi i tij në amplifikatorët operacional - merrni parasysh qarqet praktike. Dhe do të bëhet e qartë se në të vërtetë zvogëlon pak fitimin, por ju lejon të përmirësoni pak parametrat e tjerë:
- Zbutni karakteristikat e frekuencës (i sjell ato në nivelin e kërkuar).
- Ju lejon të parashikoni sjelljen e amplifikatorit.
- I aftë për të eliminuar jolinearitetin dhe shtrembërimin e sinjalit.
Sa më i thellë të jetë reagimi (po flasim për negativ), aq më pak ndikim kanë karakteristikat e qarkut të hapur në amplifikator. Rezultati është se të gjithë parametrat e tij varen vetëm nga vetitë që ka qarku.
Vlen t'i kushtohet vëmendje faktit që të gjithë amplifikatorët operacionalë funksionojnë në një mënyrë me reagime shumë të thella. Dhe fitimi i tensionit (me qarkun e tij të hapur) mund të arrijë edhe disa miliona. Prandaj, qarku i amplifikatorit operativ të amplifikatorit është jashtëzakonisht i kërkuar për sa i përket pajtueshmërisë me të gjithë parametrat në lidhje me furnizimin me energji elektrike dhe nivelin e sinjalit të hyrjes.
Kontrolluesi llogarit mospërputhjen dhe e shndërron atë në një veprim kontrolli në përputhje me një operacion të caktuar matematikor. VSAU përdor kryesisht llojet e mëposhtme të kontrolluesve: proporcional (P), integral (I), proporcional-integral (PI), proporcional-integral-derivativ (PID). Në varësi të llojit të sinjaleve të konvertuar, dallohen rregullatorë analog dhe dixhital. Rregullatorët analogë (AR) zbatohen në bazë të amplifikatorëve operacionalë, dixhitale - bazuar në pajisje të specializuara kompjuterike ose mikroprocesorë. Kontrollorët analogë konvertojnë vetëm sinjalet analoge që janë funksione të vazhdueshme të kohës. Kur kalon nëpër AP, çdo vlerë e menjëhershme e një sinjali të vazhdueshëm konvertohet.
Për të zbatuar AR, një përforcues operacional (op-amp) lidhet sipas një qarku të amplifikatorit përmbledhës me reagim negativ. Lloji i rregullatorit dhe funksioni i tij i transferimit përcaktohen nga qarku për lidhjen e rezistorëve dhe kondensatorëve në qarqet në hyrje dhe në reagimin op-amp.
Gjatë analizimit të rregullatorëve, ne do të përdorim dy supozime kryesore, të cilat shkallë të lartë saktësia plotësohet për një op-amp me reagim negativ në një mënyrë funksionimi linear:
Tensioni diferencial i hyrjes U hyrja op-amp është e barabartë me zero;
Hyrjet invertuese dhe jo invertuese të op-amp nuk konsumojnë rrymë, d.m.th. rrymat hyrëse (Fig. 2.2). Meqenëse hyrja jo invertuese është e lidhur me autobusin “zero”, atëherë, sipas supozimit të parë, potenciali φa i hyrjes invertuese është gjithashtu zero.
Oriz. 2.2. Diagrami funksional i një kontrolluesi proporcional
Duke kaluar në shtimin e variablave në ekuacionin (2.1) dhe duke përdorur transformimin Laplace, marrim funksionin e transferimit të rregullatorit P:
Ku - fitim proporcional.
Kështu, në rregullatorin P, kryhet një përforcim proporcional (duke shumëzuar me një konstante) të sinjalit të gabimit. u raca
Koeficienti mund të jetë ose më i madh ose më i vogël se një. Në Fig. 2.3 tregon varësinë u në = f(t) P-rregullator kur ndryshon sinjali i gabimit u raca
Një rregullator integral (I-rregullator) zbatohet duke lidhur një kondensator op-amp C me op-amp në qarkun e reagimit (Fig. 2.4). Funksioni i transferimit të kontrolluesit I
ku është konstanta e integrimit, s.
Oriz. 2.4. Diagrami funksional i një rregullatori të integruar
Kontrolluesi I integron sinjalin e gabimit u raca
Një kontrollues integral proporcional (kontrollues PI) zbatohet duke përfshirë një rezistencë R OU dhe një kondensator C OU në qarkun e reagimit (Fig. 2.6).
Oriz. 2.6. Diagrami funksional i kontrolluesit PI
Funksioni i transferimit të kontrolluesit PI
është shuma e funksioneve të transferimit të kontrollorëve proporcionalë dhe integralë. Meqenëse kontrolluesi PI ka vetitë e kontrollorëve P dhe I, ai njëkohësisht kryen amplifikimin proporcional dhe integrimin e sinjalit të gabimit. u raca
Një kontrollues proporcional-integral-derivativ (kontrollues PID) zbatohet në rastin më të thjeshtë duke lidhur kondensatorët C 3 dhe C OS në kontrolluesin PI paralelisht me rezistorët R 3 dhe R OC (Fig. 2.8).
Oriz. 2.8. Diagrami funksional i kontrolluesit PID
Funksioni i transferimit të kontrolluesit PID
ku është fitimi proporcional i kontrolluesit PID; - konstanta e diferencimit; - konstante integrimi; ; .
Funksioni i transferimit të kontrolluesit PID është shuma e funksioneve të transferimit të kontrollorëve proporcional, integral dhe diferencial. Kontrolluesi PID kryen amplifikimin proporcional të njëkohshëm, diferencimin dhe integrimin e sinjalit të gabimit u raca
17 Pyetje Sensorët e koordinatave AEP.
Diagrami i bllokut të sensorit. AED (makinë elektrike e automatizuar) përdor sensorë për të marrë sinjale kthyese në koordinatat e kontrolluara. Sensoriështë një pajisje që informon për gjendjen e koordinatës së kontrolluar të AED duke ndërvepruar me të dhe duke e kthyer reagimin ndaj këtij ndërveprimi në një sinjal elektrik.
Në AED kontrollohen koordinatat elektrike dhe mekanike: rryma, voltazhi, EMF, çift rrotullimi, shpejtësia, zhvendosja, etj. Për matjen e tyre përdoren sensorë të përshtatshëm.
Sensori i koordinatave AED mund të përfaqësohet strukturisht si një lidhje serike e një transduktori matës (MT) dhe një pajisjeje përputhëse (CU) (Fig. 2.9). Transduktori matës konverton koordinatat X në sinjalin e tensionit elektrik Dhe(ose aktuale i), proporcionale X . Pajisja që përputhet konverton sinjalin e daljes Dhe IP në sinjal reagimi u OS , që për nga madhësia dhe forma i kënaq armët vetëlëvizëse.
Oriz. 2.9. Blloku i sensorit të koordinatave AEP
Sensorët aktualë. Sensorët e rrymës (CT) janë krijuar për të marrë informacion në lidhje me forcën dhe drejtimin e rrymës së motorit. Ata i nënshtrohen kërkesave të mëposhtme:
Lineariteti i karakteristikave të kontrollit në rangun nga 0,1 I nom deri në 5 I nom jo më pak se 0,9;
Disponueshmëria e izolimit galvanik të qarkut të energjisë dhe sistemit të kontrollit;
Performancë e lartë.
Transformatorët e rrymës, mbështjelljet shtesë (kompensuese) të mbytjeve zbutëse, elementët Hall dhe shunta përdoren si dhënës matës në DT.
Sensorët e rrymës të bazuar në shunt përdoren gjerësisht për matjen e rrymës së motorit. Shuntështë një rezistencë me katër terminale me rezistencë të pastër aktive R sh (shunt jo-induktiv), qarku i fuqisë është i lidhur me terminalet aktuale dhe qarku matës është i lidhur me terminalet e mundshëm.
Sipas ligjit të Ohm-it, rënia e tensionit në rezistencën aktive dhe=R w i.
Për të zvogëluar efektin e shuntit në kalimin e rrymës në qarkun e motorit, rezistenca e tij duhet të jetë minimale. Rënia nominale e tensionit nëpër devijim është zakonisht 75 mV, kështu që duhet të përforcohet në vlerat e kërkuara (3.0...3.5 V). Meqenëse shunti ka një lidhje të mundshme me qarkun e energjisë, sensori aktual duhet të përmbajë një pajisje izolimi galvanik. Transformatorët dhe pajisjet optoelektronike përdoren si pajisje të tilla. Diagrami bllok i një sensori aktual të bazuar në një shunt është paraqitur në Fig. 2.13.
Oriz. 2.13. Bllok diagrami i një sensori aktual të bazuar në shunt
Aktualisht, sensorët aktualë të bazuar në Elementet e sallës, të cilat janë bërë nga materiali gjysmëpërçues në formë pllake ose filmi të hollë (Fig. 2.14). Kur një rrymë elektrike I X kalon nëpër një pllakë të vendosur pingul me një fushë magnetike me induksion NË, Emf i sallës induktohet në pjatë e X:
ku është një koeficient në varësi të vetive të materialit dhe përmasave të pllakës.
Sensorët e tensionit. NË Ndarësit rezistues të tensionit përdoren si një konvertues matës i tensionit në një makinë elektrike (Fig. 2.16).
Oriz. 2.16. Diagrami funksional i një sensori të tensionit
Tensioni i daljes së ndarësit.
Sensorët EMF. Me kërkesa të ulëta për diapazonin e kontrollit të shpejtësisë (deri në 50), reagimi EMF përdoret si reagimi kryesor në makinën elektrike.
Oriz. 2.17. Diagrami funksional i sensorit EMF të armaturës
Sensorët e shpejtësisë. Për të marrë një sinjal elektrik në përpjesëtim me shpejtësinë këndore të rotorit të motorit, përdoren tahogjeneratorët dhe sensorët e shpejtësisë së pulsit. Tachogjeneratorët përdoren në sistemet e kontrollit automatik analog, ato me puls - në ato dixhitale.
Sensorët e shpejtësisë i nënshtrohen kërkesave strikte për linearitetin e karakteristikave të kontrollit, qëndrueshmërinë e tensionit të daljes dhe nivelin e valëzimit të tij, pasi ato përcaktojnë parametrat statikë dhe dinamikë të makinës në tërësi.
Tahogjeneratorët DC me magnet të përhershëm janë bërë të përhapur në disqet elektrike. Për të reduktuar nivelin e pulsimeve të kundërta, tahogjeneratorët janë të vendosur në motorin elektrik.
Në sensorët e shpejtësisë së pulsit, transduktorët e zhvendosjes së pulsit përdoren si transduktor matës primar, në të cilin numri i pulseve është proporcional me këndin e rrotullimit të boshtit.
Sensorët e pozicionit. NË Aktualisht, konvertuesit me induksion dhe fotoelektronikë përdoren në disqet elektrike për të matur lëvizjen e pjesëve lëvizëse të makinave dhe mekanizmave.
Transformatorët e induksionit përfshijnë transformatorët rrotullues, selsyns dhe inductosins. Induktosinat mund të jenë rrethore ose lineare.
Transformatorët rrotullues (VT) quhen mikromakina elektrike me rrymë alternative që konvertojnë këndin e rrotullimit α në një tension sinusoidal proporcional me këtë kënd. Në një sistem kontrolli automatik, transformatorët rrotullues përdoren si matës të mospërputhjes që regjistrojnë devijimin e sistemit nga një pozicion i caktuar i specifikuar.
Një transformator rrotullues ka dy mbështjellje identike të shpërndara njëfazore në stator dhe rotor, të zhvendosur me 90° me njëri-tjetrin. Tensioni nga mbështjellja e rotorit hiqet duke përdorur unaza rrëshqitëse dhe furça ose duke përdorur transformatorë unazë.
Parimi i funksionimit të VT në modalitetin sinus bazohet në varësinë e tensionit të induktuar në mbështjelljen e rotorit nga fluksi magnetik pulsues i statorit në pozicionin këndor të akseve të mbështjelljes së statorit dhe rotorit.
Selsinështë një mikromakinë elektrike me rrymë alternative me dy mbështjellje: ngacmim dhe sinkronizim. Në varësi të numrit të fazave të mbështjelljes së ngacmimit, dallohen sinkronet njëfazore dhe trefazore. Dredha-dredha e sinkronizimit është gjithmonë trefazore. Në armët vetëlëvizëse, sinkronet pa kontakt me një transformator unazor përdoren gjerësisht.
Dredha-dredha e sinkronizimit të një sinkronizuesi pa kontakt me një transformator unazor ndodhet në vrimat e statorit, dredha-dredha e ngacmimit është në çarjet ose në polet e theksuara të rotorit të sinkronizuesit. E veçanta e transformatorit të unazës është se mbështjellja e tij kryesore është e vendosur në stator, dhe dredha-dredha dytësore është e vendosur në rotor. Mbështjelljet kanë formën e unazave të vendosura në një sistem magnetik të përbërë nga bërthama magnetike unazore të statorit dhe rotorit, të cilat janë të lidhura në rotor nga një qark magnetik i brendshëm, dhe në stator nga një i jashtëm. Në armët vetëlëvizëse, sinkronët përdoren në mënyrat e rrotullimit të amplitudës dhe fazës.
Diagrami i qarkut për ndezjen e mbështjelljes synsyn në modalitetin e amplitudës është paraqitur në Fig. 2.19. Koordinata hyrëse e sinkronizuesit në këtë modalitet është këndi i rrotullimit të rotorit τ. Linja qendrore e mbështjelljes së fazës merret si pikë referimi A.
Oriz. 2.19. Diagrami funksional i ndezjes së mbështjelljes synsyn në modalitetin e amplitudës
Diagrami i qarkut për ndezjen e mbështjelljes synsyn në modalitetin e zhvendosjes së fazës është paraqitur në Fig. 2.20. Koordinata e hyrjes së sinkronizuesit në këtë mënyrë është këndi i rrotullimit τ, dhe koordinata e daljes është faza φ e EMF-së dalëse e jashtë në lidhje me tensionin alternativ të furnizimit.
Oriz. 2.20. Diagrami funksional i ndezjes së mbështjelljeve synsyn në modalitetin e rrotullimit fazor
18 Pyetje Sistemet e kontrollit të fazës së pulsit. Parimet e kontrollit të tiristorit.
Në ndreqës, tiristorët përdoren si ndërprerës të kontrolluar. Për të hapur tiristorin, duhet të plotësohen dy kushte:
Potenciali i anodës duhet të tejkalojë potencialin e katodës;
Një impuls hapjeje (kontrolli) duhet të aplikohet në elektrodën e kontrollit.
Momenti kur shfaqet një tension pozitiv midis anodës dhe katodës së tiristorit quhet momenti i hapjes natyrale. Furnizimi i impulsit të hapjes mund të vonohet në lidhje me momentin e hapjes natyrale nga një kënd hapjeje. Si rezultat, fillimi i rrjedhës së rrymës përmes funksionimit të hyrjes së tiristorit vonohet dhe tensioni i ndreqësit është i rregulluar.
Për të kontrolluar tiristorët ndreqës, përdoret një sistem kontrolli i fazës së pulsit (PPCS), i cili kryen funksionet e mëposhtme:
Përcaktimi i momenteve në të cilat duhet të hapen tiristorët specifikë; këto momente kohore vendosen nga një sinjal kontrolli që vjen nga dalja e ACS në hyrjen e SIFU;
Formimi i pulseve të hapjes së transmetuar I në kohën e duhur tek elektrodat e kontrollit të tiristorëve dhe që kanë amplituda, fuqia dhe kohëzgjatja e kërkuar.
Sipas metodës së marrjes së një zhvendosjeje të pulseve të hapjes në lidhje me pikën e hapjes natyrore, dallohen parimet e kontrollit horizontal, vertikal dhe integrues.
Me kontroll horizontal (Fig. 2.28), kontrolli i tensionit sinusoidal të alternuar u y është jashtë fazës (horizontalisht) në lidhje me tensionin u 1, duke ushqyer ndreqësin. Në një moment në kohë ωt=α Impulset drejtkëndore të zhbllokimit formohen nga voltazhi i kontrollit U GT . Kontrolli horizontal praktikisht nuk përdoret në disqet elektrike, gjë që është për shkak të diapazonit të kufizuar të kontrollit të këndit α (rreth 120°).
Me kontroll vertikal (Fig. 2.29), momenti i furnizimit të pulseve të hapjes përcaktohet kur tensioni i kontrollit është i barabartë. u y (në formë konstante) me një tension referimi të ndryshueshëm (vertikal). Në momentin e barazisë së tensionit, formohen impulse drejtkëndëshe U gt.
Me kontrollin integrues (Fig. 2.30), momenti i furnizimit të pulseve të hapjes përcaktohet kur tensioni i alternuar i kontrollit është i barabartë. dhe në me tension referencë konstante U o p.Në momentin e barazimit të tensionit formohen impulse drejtkëndëshe U gt.
Oriz. 2.28. Parimi i kontrollit horizontal
Oriz. 2.29. Parimi i kontrollit vertikal
Oriz. 2.30. Parimi i kontrollit të integruar
Sipas metodës së numërimit të këndit të hapjes a, SIFU-të ndahen në shumëkanalësh dhe njëkanalësh. Në SIFU me shumë kanale, këndi a për secilin tiristor të ndreqësit matet në kanalin e vet, në ato me një kanal - në një kanal për të gjithë tiristorët. Në disqet elektrike industriale, përdoren kryesisht SIFU me shumë kanale me një parim kontrolli vertikal.