Синхронного детектирования

Рассмотрим данные (табл. 14) технико-экономического сравнения вариантов привода буровой установки с номинальной глубиной бурения^Й>6(Гм. Для районов с централизованным энерго* снабжением рассматриваются варианты I, II двухдвигательного синхронного электропривода лебедки с индукционными электромагнитными муфтами: с приводом насосов по схеме вентильно-машинного каскада и роторного стола по системе Г—Д (I), с приводом наносов по системе вентильного каскада и роторного стола по системе ТП—Д (II) и электропривода переменно-постоянного тока (III—V): с машинными преобразователями (III), с тиристорными преобразователями (IV) и с тиристорными

Вывод о целесообразности регулируемого привода показывает, что обычно выбор рационального варианта привода сводится к сопоставлению регулируемого и нерегулируемого привода. При современном уровне развития электротехники это означает выбор в пользу синхронного электропривода с электромагнитной муфтой (нерегулируемый) или электропривода постоянного тока по системе ТП—Д.

Рассмотрим стоимость установленного электрооборудования на примере однодвигательного синхронного электропривода. В комплект входят: синхронный электродвигатель высокого напряжения типа СДБ соответствующей мощности; электромагнитная индукционная муфта типа ЭМС на щитовых подшипниках качения; пусковая ячейка высоковольтного распределительного устройства типа КРНБ-6М; шкаф управления синхронным электродвигателем с регулятором возбуждения; шкаф управления электромагнитной муфтой.

Для синхронного электропривода лебедки с автоматическим регулированием возбуждения вопрос о снижении энергетических показателей при недогрузке вообще теряет практический смысл.

Занимаемая сопоставимым электрооборудованием площадь в варианте асинхронного электропривода увеличивается при двухдвигательном приводе на 85%. Поскольку высоковольтные комплектные устройства устанавливаются на земле, вблизи от буровой, занимаемая ими площадь, как правило, не имеет значения. Площадь же, занимаемая остальным оборудованием, устанавливаемым на лебедочном блоке, и особенно электродвигателями и электромагнитными муфтами, обусловливает размеры основания, а следовательно, габариты блока и массу металлоконструкций.

Для синхронного электропривода по данным ВНИИЭлектро-привод примем следующие статистические оценки показателей эксплуатационной надежности: электродвигатель — 0,7; электромагнитная муфта — 0,8; шкаф управления возбуждением синхронного двигателя — 0,65; шкаф управления муфтой — 0,75. Очевидно, что полная надежность электропривода лебедки в двухдвигательном варианте

Указанные параметры электромагнитной муфты идентичны параметрам синхронного электропривода лебедки в целом и предопределены выбором рациональных параметров синхронного двигателя.

В асинхронном электроприводе, в отличие от синхронного электропривода с муфтой, падение напряжения в сети непосредственно влияет на характеристики электродвигателя, причем падение, напряжения зависит от пускового тока, а момент снижается пропорционально квадрату напряжения. С учетом этого момент электродвигателя можно представить:

На основании изложенных соображений и уравнения (246), а также уравнения движения (241) построена структурная схема асинхронного электропривода лебедки ( 88, б). Число узлов нелинейной обратной связи здесь равно числу ступеней сопротивления в цепи ротора двигателя. Включение того или иного узла условно отражается включением одного из реле Р1, Р2 и РЗ, соответствующих силовым контакторам первой, второй и третьей ступеней сопротивления в цепи ротора.

56. Моцохейн Б. И. Рациональная установленная мощность синхронного электропривода буровых лебедок, ТНТО «Энергетика и электрооборудование установок нефтяной и газовой промышленности», вып. 1 (IV), М., изд. ВНИИОЭНГ, 1971, с. 13—27.

5. При наличии синхронного электропривода на несколько процентов повышается производительность рабочего агрегата, так как скорость вращения двигателя не зависит от нагрузки и при неизменной частоте сети является величиной постоянной.

Поскольку квадратурные составляющие балансно-модулирован-ной поднесущей V cos со J и U sin wn/ передаются в общей полосе частот (3—6 МГц), разделить их в приемнике можно только на основе фазовой селекции, т. е. путем синхронного детектирования. Синхронный детектор выполняется по той же схеме, что и балансный модулятор: по схеме перемножителя. Из 3.21 видно, что U = S cos ф и V = = S sin ф.т.е.разделениесигналовестьпроекциявектора принимаемого колебания ?/сц на две ортогональные оси, совпадающие с осями модуляции. Следовательно, если в приемнике известна фаза одной из осей модуляции, разделение сигналов осуществляется двумя синхронными детекторами, на первый вход которых поступает принятый сигнал ^сц, а на вторые входы — частота от местного генератора

Усилитель 8 служит для предварительного усиления AM сигнала, а также для выравнивания АЧХ и ФЧХ станционного кабеля. Затем сигнал поступает на синхронный детектор 9 и далее через ФНЧ 10 (О—190 кГц) — на формирующее устройство //. В блоке //, так же как и в блоке /, происходит двустороннее ограничение сигнала по уровню. Кроме того, в блоке // производится укорочение импульсов, соответствующих передаче самых мелких элементов изображения, и тем самым осуществляется как бы коррекция предыскажений, произведенных в блоке /. Выходной видеосигнал поступает на модуляторную лампу электрооптического преобразователя и на устройство фазирования развертки. Местная несущая частота fo, требуемая для синхронного детектирования, восстанавливается с помощью блоков 12—14. Блок 12, состоящий из ПФ и усилителя-ограничителя, выделяет из AM сигнала с глубиной модуляции 70— 80 % немодулированное синусоидальное колебание несущей частоты. После фазовращателя 13 и двустороннего ограничителя 14 прямоугольные импульсы с частотой /0 = 500 кГц поступают на второй вход СД 9. Подстройка фазы этих колебаний осуществляется вручную с помощью фазовращателя 13.

При синхронном детектировании может быть существенно повышена точность выделения исходного сигнала и в значительной мере снижено влияние посторонних шумов и помех. Поэтому, несмотря на сложность схем синхронного детектирования, оно находит широкое применение в электронике.

Для уменьшения влияния поперечных и продольных помех в САК широко используются также различные схемные решения, связанные с применением мостовых цепей, •компенсационных трансформаторов, разделительных конденсаторов, устройств синхронного детектирования и т. п Щ )19-6 19-9].

Недостатком синхронного детектирования является необходимость создания синхронного и синфазного опорного напряжения.

Таким образом, с помощью полностью линейной системы, составленной, например, из смесителя, работающего на принципе изменения крутизны S, и линейного фильтра нижних частот, можно осуществить детектирование модулированного сигнала. Подобный принцип, предложенный в 1934 г. Е. Г. Момотом, получил название синхронного детектирования. Как ясно из предыдущего, в основе этого принципа лежит применение в приемнике гетеродина, синхронного с несущей частотой принимаемого сигнала. Основным преимуществом такого способа обработки сигнала является повышение избирательности приема, достигаемое благодаря использованию фильтра нижних частот. Полоса прозрачности такого фильтра может быть сделана значительно более узкой, нежели в высокочастотных колебательных системах.

Следует, однако, отметить, что реализация принципа синхронного детектирования наталкивается на значительные трудности, так как обеспечение синхронизма частоты гетеродина , частоты принимаемого сигнала является сложной проблемой, особенно при приеме слабых сигналов на фоне помех.

Следует, однако, отметить, что реализация принципа синхронного детектирования связана со значительными трудностями, так как обеспечение синхронизма частоты гетеродина с частотой принимаемого сигнала является сложной задачей, особенно при приеме слабых сигналов на фоне помех.

Из блока частотной коррекции сигнал через схему подключения УПС к каналу связи поступает на разделительные фильтры, которые разделяют фазо- и частотно-модулированные сигналы, поступающие затем соответственно в приемники прямого и обратного каналов. В приемниках производятся детектирование и регистрация принятых элементов. По цепи «принимаемые данные» информационные элементы поступают в устройство управления. Опорные сигналы для синхронного детектирования и регенерации подаются из схемы опорных частот и схемы синхронизации и фазирования. Исходный сигнал в схеме опорных частот вырабатывается кварцевым генератором. Выбор режимов и скоростей работы модема производится с помощью схемы управления и контроля. Эта схема обеспечивает также контроль за работой отдельных узлов модема. Переговорно-вызывное устройство обеспечивает ведение телефонных переговоров по каналу связи при отсутствии передачи данных.

Существенным достоинством синхронного детектирования является тот (ракт, что с его помощью осуществляется простой перенос спектра по частоте — процесс, характерный для параметрического преобразования спектра. В синхронном детекторе очень легко избавиться от мешающих сигналов, имеющих тот же или близкий закон модуляции, но отличающихся по частоте несущей (избирательность определяется частотной характеристикой низкочастотного

7.8. Спектральные диаграммы для синхронного детектирования (обозначения те же, что и на 7.6).

В заключение отметим еще раз отличие нелинейного детектора от синхронного параметрического. В детекторах с нелинейными элементами (в частности, и так называемом «линейном») мешающий сигнал, в том числе шумы, на входе системы оказываются в полосе фильтра и искажают выходной. Вместе с тем такой детектор не требует вспомогательного источника колебаний, частота которого совпадает с несущей сигнала. Последнее обстоятельство объясняет широкое применение детекторов с нелинейными элементами в системах связи. Синхронное же детектирование, хотя и свободно от влияния помех, обычно неудобно для связи, так как выделение колебаний несущей частоты для использования их в качестве опорного сигнала существенно усложняет систему и применяется крайне редко. Применение же синхронного детектирования в различных измерительных устройствах, где уже имеется опорный сигнал, безусловно, предпочтительнее.