Нагрузочной диаграммы

нагрузочная способность или коэффициент разветвления — число входов, которые можно подключить к одному выходу;

Основными параметрами системы логических элементов являются уровни питающих напряжений и сигналов для представления логических 0 и 1, нагрузочная способность (коэффи-циент разветвления по выходу), помехоустойчивость, рассеиваемая мощность, быстродействие.

Схемы ТТЛ относятся к интегральным логическим элементам среднего быстродействия. Время задержки сигнала в элементе ТТЛ составляет 5—10 не. Нагрузочная способность схем ТТЛ допускает подключение к выходу элемента до десяти логических схем.

На 3.17 изображена функциональная схема счетчика с параллельным переносом. Особенностью данной схемы является то, что выходы всех предыдущих разрядов подаются на входы / и К у-го триггера. Длительность переходного процесса в таком счетчике равна длительности переключения одного разряда. Из схемы видно, что с возрастанием порядкового номера триггера увеличивается число входов в элементах И //(-триггеров. А так как число входов / и К и нагрузочная способность выходов триггеров ограничены, то и разрядность счетчика с параллельным переносом невелика и равна обычно четырем. Поэтому при числе разрядов счетчика, большем максимального числа входов / и К, счетчик разбивают на группы и внутри каждой группы строят цепи параллельного переноса. Такой подход удобен и потому, что счетчики реализуют в виде интегральной микросхемы в отдельном корпусе. В этом случае при последовательном переносе просто осуществляется увеличение разрядности счетчика.

Нагрузочная способность трансформаторов оценивается допустимым коэффициентом систематической нагрузки К сяст и допустимым коэффициентом аварийной перегрузки лдоп-ав, которые зависят от ранее найденных величин К±, h, вида охлаждения масляного трансформатора и эквивалентной температуры охлаждающей среды Эохл. Нормы систематических нагрузок и аварийных перегрузок трансформаторов мощностью до 100 MB-А приведены в ГОСТ 14209—85*.

7. Ьоднар В. В. Нагрузочная способность трансформаторов. М.: Энерго-атомиздат, 1983.

5. Нагрузочная способность характеризуется коэффициентом разветвления по выходу. Дело в том, что нагрузкой, подключаемой к выходу микросхемы, в большинстве случаев являются входные цепи других логических микросхем, причем, к одному выходу может быть подключено несколько таких входов. Коэффициент разветвления по выходу указывает наибольшее число микросхем, аналогичных рассматриваемой, которые могут быть одновременно подключены к ее выходу без нарушения установленных уровней выходных напряжений и быстродействия. Чем выше коэффициент разветвления, тем шире логические возможности микросхемы и тем меньшее число микросхем понадобится для осуществления сложного логического узла. Однако с ростом числа нагрузок обычно ухудшаются другие параметры — статическая помехоустойчивость, быстродействие микросхемы.

Нагрузочная способность оценивается коэффициентом разветвления по выходу - числом входов однотипных ИМС, которые могут быть подключены к одному выходу.

Базовый элемент ТТЛ также выполняет логическую операцию И-НЕ. При низком уровне сигнала (логический нуль) хотя бы на одном из выходов многоэмиттерного транзистора VTl последний находится в состоянии насыщения, a VT2 закрыт. На выходе схемы существует высокий уровень напряжения (логическая единица). При высоком уровне сигнала на всех входах VTl работает в активном инверсном режиме, a VT2 находится в состоянии насыщения. Описанный здесь базовый элемент ТТЛ, несмотря на упрощенную технологию изготовления, не нашел широкого применения из-за низкой помехоустойчивости, малой нагрузочной способности и малого быстродействия при работе на емкостную нагрузку. Его целесообразно использовать лишь при разработке микросхем с открытым коллектором ( 5.17, б) для включения внешних элементов индикации, когда не требуется высокая помехоустойчивость и большая нагрузочная способность.

Дополнение схемы переключателя тока эмиттер-ными повторителями играет важную роль. Благодаря малому выходному сопротивлению эмиттерного повторителя повышается нагрузочная способность схемы и ускоряется перезаряд нагрузочной емкости. Транзисторы ЭСЛ-схемы ( 5.21) работают в активном режиме, что исключает время рассасывания носителей заряда в базе транзистора, т. е. существенно повышается быстродействие схемы. В отсутствие эмиттерных повторителей активный режим работы транзисторов обеспечить крайне сложно, так как коллектор транзистора основной схемы оказывается непосредственно связан с базой входного транзистора нагрузочной схемы, что неизбежно приводит к насыщению последнего. В случае применения эмиттерных повторителей напряжение на базе открытого нагрузочного транзистора, например, VT± нагр равно

Нагрузочная способность И2Л-схемы при реализации функции И-НЕ определяется количеством коллекторов многоколлекторного и-^-и-транзистора. При реализации функции ИЛИ-НЕ подключение каждой нагрузочной схемы увеличивает коллекторный ток транзистора на /ки, что может привести к выходу его из режима насыщения. При подключении и нагрузочных схем к коллектору VTl условие насыщения транзистора /6i#i>/Ki можно записать как 1каВ1т{п> >«/ки или Blmln>n. Если при работе схемы в нано-амперном диапазоне токов Вт-т=\,5, то я=1, т.е.

приступают к расчету моментов в переходных режимах и построению нагрузочной диаграммы электропривода. Иногда цикл работы производственного механизма задается графиком скорости. В этом случае исходными данными для определения динамических моментов на участках с переменной скоростью являются заданное время, момент инерции и статический момент сопротивления.

Ход построения нагрузочной диаграммы можно проследить на примере одного из типичных подъемно-транспортных механизмов — шахтного подъемника с уравновешенным канатом.

Расчет или проверку правильности предварительного выбора мощности двигателя для прерывисто-продолжительного режима работы с переменной нагрузкой производят на основании нагрузочной диаграммы. Пользуясь уравнениями нагревания и охлаждения двигателя, следует определить температуру максимального перегрева ттах и сравнить ее с допустимой температурой тдоп. Правильному выбору (при достаточно большом числе циклов п, когда ntn > 4ТН, где ^ц — время цикла работы, а Тп — постоянная времени нагрева двигателя) соответствует условие ттах < тдоп.

Эквивалентный по нагреву момент, так же как и эквивалентный по нагреву ток, представляет собой среднеквадратичное значение момента нагрузочной диаграммы:

где ti, /2, 4 — время работы на соответствующих участках нагрузочной диаграммы; t0 — время паузы; ti + t2 + t3 + t0 = = /ц — время цикла.

Однако непосредственным решением уравнения (3.1) нельзя выбрать двигатель, поскольку в это уравнение входит момент инерции электропривода, зависящий от параметров выбранного двигателя. Поэтому предварительно выбирают мощность двигателя на основании нагрузочной диаграммы производственного механизма без учета динамического момента.

Продолжительным режимом (S1) работы двигателя считается такой режим, при котором период работы настолько велик, что температура двигателя при неизменной температуре окружающей среды достигает своего установившегося значения, определяемого нагрузкой ( 4.3, а). В продолжительном режиме работают приводные двигатели центробежных насосов и .нагнетателей, буровых насосов, станков-качалок и пр. При продолжительном режиме работы нагрузка двигателя может быть либо неизменной, либо переменной. В последнем случае время работы двигателя на отдельных участках нагрузочной диаграммы должно быть значительно меньше постоянной времени нагревания двигателя.

где АРЬ ДР2, . . ., АР„ — потери на соответствующих участках нагрузочной диаграммы.

Однако непосредственным решением уравнения (1.1) выбрать двигатель невозможно, так как в это уравнение входит момент инерции электропривода, зависящий от параметров двигателя. Поэтому предварительно выбирают мощность двигателя на основании нагрузочной диаграммы производственного механизма без учета динамического момента.

Продолжительным режимом (S1) работы двигателя считается такой режим, при котором период работы настолько велик, что температура двигателя при неизменной температуре окружающей среды достигает своего установившегося значения, определяемого нагрузкой ( 1.5, а). В продолжительном режиме работают приводные двигатели буровых насосов, гидроциклонов и вибросит. При продолжительном режиме работы нагрузка двигателя может быть либо неизменной, либо переменной. В последнем случае время работы двигателя на отдельных участках нагрузочной диаграммы должны

где АР], Д/>2, • • • , АРп — потери на соответствующих участках нагрузочной диаграммы.