Частотным свойствам

В связи с развитием полупроводниковых преобразователей тока можно ожидать применения для насосных установок регулируемого электропривода переменного тока с частотным регулированием.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей по первому способу требует источника с частотным регулированием напряжения питания ( 3.1 0, а).

Видимо, электропривод с частотным регулированием может получить распространение только после создания следующего поколения полупроводниковых вентилей — мощных силовых транзисторов и других полностью управляемых вентилей. Такое предположение основано на том, что уже сейчас с успехом применяются транзисторные преобразователи частоты для регулирования насто-ты вращения бесколлекторных микродвигателей.

Имеются экспериментальные образцы с частотным регулированием в крановом и тяговом электрооборудовании.

Эти преимущества и заставляют отдавать предпочтение машине постоянного тока, ограничивая применение асинхронного двигателя с частотным регулированием узкими рамками специфических устройств (двигатели, работающие в жидкости, и т. д.).

Следует отметить, что все типы вентильных двигателей не обладают еще достаточно высокой надежностью из-за сложности преобразователей частоты и их схем управления, которые включают большое количество вентилей и других элементов, весьма чувствительных к перегрузкам. Тем не менее вентильные двигатели, как и асинхронные двигатели с частотным регулированием, являются весьма перспективными. В настоящее время происходит совершенствование мощных тиристоров, интегральных схем и других полупроводниковых приборов, что позволит обеспечить надежную работу преобразователей частоты.

Способ регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока путем изменения подводимого к якорю напряжения обеспечивает широкие пределы регулирования. Этот способ по существу сходен с частотным регулированием в машинах переменного тока, так как закон изменения напряжения и частоты близок к (//f=const и регулирование происходит при постоянном потоке. Механический преобразователь частоты — коллектор изменяет частоту переменного тока, протекающего в якоре, пропорционально напряжению, приложенному к обмотке якоря. Классической схемой регулирования частоты вращения за счет приложенного к якорю напряжения является схема генератор — двигатель ( 5.67). В этой схеме якорь генератора независимого возбуждения питает двигатель. Напряжение на генераторе Г и двигателе Д изменяется за

Тип привода.............• • Синхронный электродвигатель с частотным регулированием оборотов в интервале 5-100%

Таким образом, тип привода питательных насосов и способ регулирования их производительности определяются единичной мощностью основных агрегатов и параметрами пара. При давлениях пара до 10 МПа применяют непосредственное соединение валов электродвигателя и насоса при дроссельном регулировании производительности. При более высоких докритических параметрах пара и мощностях блоков до 200 МВт соединение валов электродвигателя и питательного насоса осуществляется через гидромуфту с более экономичным частотным регулированием.

3-6. Схема питания с. н. блока с групповым частотным регулированием

Рекомендуется использовать для привода питателей пыли короткозамкнутые асинхронные двигатели с частотным регулированием скорости, которая на отдельных пылелитателях при одинаковой их частоте будет отличаться только за счет индивидуальных отклонений скольжения, что не превышает в рабочем диапазоне частот 1—2 %. При этом способе можно отказаться от разделения электропривода на несколько частей и питать все двигатели от одного тиристорного преобразователя частоты, т. е. значительно упростить всю схему питания.

При работе в диапазоне повышенных частот необходимо учитывать инерционность диода, в основе которой лежит процесс накопления заряда в области базы и эмиттера вблизи р-«-перехода. Инерционность диода, а также наличие емкости Сд приводят к тому, что на очень высоких частотах амплитуды прямого и обратного токов рабочих сигналов становятся соизмеримыми и диод теряет свойство односторонней проводимости. По частотным свойствам высокочастотные диоды подразделяют на две группы: 1) fraax ^ 100 мГц; 2) 300 мГц <: fmax ^ ^ 1000 мГц. На более высоких частотах используются СВЧ-диоды с очень малым радиусом точечного контакта (2 — 3 мкм).

Полевые транзисторы не имеют преимуществ перед биполярными, по усилению, быстродействию и частотным свойствам, однако обладают достоинствами, благодаря которым широко применяются в различных радиоэлектронных устройствах. Одно из важных достоинств ПТ — очень высокое входное сопротивление. Другое достоинство ПТ связано с тем, что они имеют квадратичную передаточную характеристику и вносят меньшие нелинейные искажения, чем биполярные транзисторы, имеющие экспоненциальную передаточную характеристику.

пают типу п по частотным свойствам, шумам и стабильности. При включении в схему транзистора с каналом р-типа следует изменить полярность источников питания ( 55).

Выбор ОГ для регистрации данного процесса с возможно меньшим искажением зарегистрированной на носителе формы кривой с приемлемыми амплитудными значениями осуществляется в два этапа. В первую очередь производится выбор ОГ по его частотным свойствам, при этом учитывается возможная погрешность регистрации высших гармонических составляющих исследуемого процесса. Обычно при регистрации процессов, имеющих форму кривой, близкую к треугольной, достаточно иметь ОГ с рабочей полосой частот, соответствующей 3—5-кратной частоте основной гармоники регистрируемого процесса. При регистрации процессов, имеющих форму кривой, близкую к прямоугольной, рабочая полоса частот ОГ должна уже соответствовать 10— 20-кратной частоте основной гармоники.

После выбора ОГ по частотным свойствам производится окончательный выбор ОГ с учетом его чувствительности (постоянной), желаемых амплитуд кривой на носителе и значений регистрируемого сигнала. Часто на втором этапе выбора ОГ приходится применять шунты, добавочные резисторы, а в некоторых случаях и специальные усилители.

По частотным свойствам транзисторы также делятся на три группы: низкочастотные frp^3 МГц; среднечастотные 3 МГц< Р>30 МГц.

Мощные (силовые) диоды различаются по частотным свойствам и работают на частотах от десятков герц до десятков килогерц. Мощные диоды изготавливаются преимущественно из кремния. Кремниевая пластина, создаваемая диффузионным методом, представляет собой диск диаметром 10—100 мм и толщиной 0,3—0,6 мм. Пример возможной конструкции мощного диода показан на 4.5.

Мы рассмотрели две группы транзисторов, названия которых определяют их принципы действия: биполярные и полевые. Имеется особый тип транзисторов — однопереходные. Их принцип действия существенно отличается от принципа действия биполярного и полевого транзисторов. Однопереходные транзисторы значительно уступают полевым и биполярным по частотным свойствам (рабочая частота не более 3 МГц). Существует много других транзисторов, которые получили свои названии в основном от технологических и конструктивных признаков их производства: транзисторы сплавные, диффузионные, «меза» (имеют столообразную структуру), пленарные (технология связана с фотопроцессом и последующим травлением) и др. Все они по принципу действия относятся к полевым или биполярным транзисторам. Из всех технологий следует выделить планарную как наиболее перспективную не только при производстве транзисторов, но и при изготовлении интегральных схем (см. § 9.2).

Параллельное соединение ветвей, содержащих и реактивные и активные сопротивления. Анализ резонанса в таких цепях несколько усложняется. Однако схема 6-7, а, где параллельно с конденсатором соединена катушка с последовательно включенными L, rL, ближе к действительности по своим частотным свойствам, чем схема 6-8, а. В первой схеме ( 6-7,а) условие резонанса выражается равенством

В идеальном ОУ мы не вводим ограничений по частотным свойствам, считая, что ОУ способен усиливать сигналы любой частоты, начиная от постоянной составляющей и кончая высокочастотными колебаниями, при этом Ки не зависит от частоты, а фазовый сдвиг между входным и выходным сигналами равен нулю при подаче сигнала на прямой вход и равен л при подаче сигнала на инверсный вход. В реальном ОУ, как и в любом другом транзисторном усилителе, способность усиливать высокочастотные сигналы ограничена инерционностью усилительного элемента — транзистора.

По свойствам помещаемых в корпус электронно-дырочных переходов их разделяют, в свою очередь, по мощности рассеивания на корпуса для маломощных, средней и большой мощности полупроводниковых приборов, по частотным свойствам —• на корпуса для низкочастотных,