Управляемым выпрямителем

Последний обозначается графически кружочком в месте соединения с символом ОУ. Питание ОУ, как правило, осуществляется от биполярных источников с напряжением +Е0 и —Ей относительно общего провода (корпуса). Как линейное устройство ОУ без ОС не используется. С помощью ОС можно получить необходимый коэффициент усиления и его стабильность в заданных пределах. Анализ таких устройств удобно вести, считая ОУ идеальным источником напряжения (реже — идеальным источником тока), управляемым напряжением или током, относя реальные значения сопротивлений между его выводами к пассивной цепи.

можно учесть двумя параллельными ветвями: ветвью с проводимостью уп и зависимым источником тока, управляемым напряжением входа 2 ( 9.8, а). Аналогично _ слагаемые токи на входе 2 с напряжением ?/2: Л = l/n^i + Уюйг, пропорциональные напряжениям обоих входов, можно учесть также двумя параллельными ветвями: зависимым источником тока, управляемым напряжением входа /, и пассивной ветвью с проводимостью у2г-

сигналами малых амплитуд такой четырехполюсник можно считать линейным. Поскольку ПТ, как и электронная лампа, является прибором, управляемым напряжением, то рационально использовать систему уравнений с F-параметрами (см. § 9.1). Токи в этой системе считают функциями напряжений:

Данной модификации передаточной модели можно поставить в соответствие линеаризованную малосигнальную гибридную я-модель транзистора ( 2.38, б), работающего в нормальном активном режиме. В этом случае генератор тока /' заменяется линейным зависимым источником тока, управляемым напряжением L/вэ и имеющим параметр g. Прямо смещенный диод заменяется резистором rn = $N/g, а обратно смещенный — резистором г^, сопротивление которого обычно принимается бесконечно большим.

При анализе АК-систем почти гармонического типа требуется выяснить частоту и амплитуду возникающих колебаний и характер возбуждения (мягкий или жесткий). На 15.40, б изображена схема замещения для переменных составляющих токов и напряжений. Источник постоянной ЭДС закорочен. Транзистор представлен источником тока St/31t, управляемым напряжением U3H, и шунтирующим его резистором /?,. Составим уравнения по методу контурных токов. В схеме три неизвестных контурных тока /с, /„, /3 и один ток источника тока SU3H (U3tl = I3R3)'

Имеются электронно-лучевые трубки, у которых луч не гасится, а выводится за пределы экрана с помощью дополнительных, так называемых бланкирующих пластин, входящих в состав электронной пушки. Необходимое для них напряжение формируется отдельным устройством, управляемым напряжением генератора развертки.

В этом случае источник сигнала работает практически в режиме холостого хода, а входным параметром является напряжение, равное ЭДС генератора. Таким образом, данный усилитель является источником напряжения, управляемым напряжением (ИНУН), который предназначен для усиления входного напряжения до необходимого значения напряжения на выходе. На 1.2,6 показана эквивалентная схема другого усилителя с такой же входной цепью, но с источником тока в выходной цепи, представляющего собой источник тока, управляемый напряжением (ИТУН).

На эквивалентной схеме ( 2.22) ОУ представлен схемой с источником напряжения, управляемым напряжением. Напряжение от источника сигнала подается на инвертирующий вход ОУ. На этот же вход с помощью элемента ОС Roc подводится напряжение ОС. Неинвертирующий вход ОУ заземлен. Полагая, что показатели ОУ высокие и принимая точку инвертирующего входа ОУ потенциально заземленной, можно выразить токи в цепи ОС через напряжения следующим образом:

Другая возможная схема генератора с нелинейным элементом, обладающим отрицательным сопротивлением, управляемым напряжением (туннельным диодом), изображена на 9.27, а. Повторяя рассуждения, приводившиеся при анализе предыдущей схемы, можно убедиться, что и здесь будут существовать электрические колебания, если только выполнены условия, совпадающие с (9.60), или, что то же, если нагрузочная линия системы по постоянному току (системы без индуктивности L) проходит так, как это показано на 9.27, б. Форма колебаний в схеме показана на 9.27,6. Здесь пилообразный характер имеет закон изменения тока через индуктивность, и он может быть представлен двумя экспонентами с постоянными времени L/rl и L/r2 (где rl и г,, как и раньше, определяются параллельным соединением сопротивления R и динамических сопротивлений на участках ОА и ВА').

С помощью любого из описанных в настоящем параграфе генераторов можно получить и сигналы в форме коротких импульсов с крутыми фронтами нарастания и спада. Для этого достаточно сформировать напряжение, пропорциональное току, через нелинейный элемент в схемах с отрицательным сопротивлением, управляемым током (например, 9.26), или использовать падение напряжения на нелинейном элементе в схемах с отрицатель-ным сопротивлением, управляемым напряжением ( 9.27).

Так как для определения четырех параметров имеется лишь два уравнения, то у задачи бесчисленное множество решений. Положим /?i = 10 кОм, Ry = 50 кОм, тогда из совместного решения уравнений (7.9) и (7.10) следует, что /?,-, = 15 кОм, R = 3,75 кОм. \7.30у Перерисуем схему с учетом замены ОУ источником напряжения; управляемым напряжением ( 7.17). Найдем передаточную функцию цепи U3/i/o. Для этого воспользуемся методом узловых напряжений. Схема содержит три независимых узла. Поскольку к узлу 3 подключается источник напряжения без последовательного сопротивления, составляем не три, а два уравнения:

включенные по схеме асинхронного вентильного каскада. Эта схема с управляемым выпрямителем в роторной цепи асинхронного двигателя позволяет осуществить пуск электропривода до скорости, равной половине номинальной, при введенной в цепь ротора максимальной противо-э. д. с., инвертора регулированием выпрямленного напряжения ротора.

Схема на 3.19 позволяет осуществить длительный плавный пуск электропривода, полностью отвечающий технологическим требованиям к буровому электроприводу насоса при восстановлении циркуляции промывочной жидкости и ликвидации аварий. Схема с управляемым выпрямителем в роторе предпочтительней и с точки зрения унификации.

В практике исследования чарядиых процессов 1Ш от различного типа ЗУ в широком диапазоне изменения параметров используют полунатурное моделирование, при котором модель источника питания представляется математической, реализуемой на аналоговых вычислительных машинах (АВМ), а модель выпрямителя -физической. Физическая модель увязывается с математической посредством согласующих устройств, включаемых между выходом АВМ и входом физической модели выпрямителя. Такая комбинированная модель особенно удобна при обобщенных исследованиях ЗУ с управляемым выпрямителем, так как его математическое моделирование по уравнениям для мгновенных значений токов и напряжений наиболее трудоемко.

Структурная схема полунатурной (комбинированной) модели ЗУ с синхронным генератором и управляемым выпрямителем показана на 3.31 [3.11]. Поскольку моделирование уравнений генератора (3.51)---(3.54) в фазных координатах а, Ь, с (см. 3.29, и) на АВМ затруднено, так как требует большого количества синусно-косинусных блоков для решения уравнений с периодическими коэффициентами, то математическую модель генератора представляют в ортогональных роторных d, «/-координатах ( 3.29, о) уравнениями Парка — Горева, которые записываются для всех обмоток в единой ортогональной системе, вращающейся с угловой частотой ш. Вследствие этого в преобразованной модели роторные обмотки становятся «неподвижными»' 'относительно статорных d, (/-обмоток, которые называют «псевдовращающимися».

Отметим, что регулирование постоянного напряжения на нагрузке при питании от сети переменного тока можно осуществить с помощью ИППН. Небольшое падение напряжения на открытом полупроводниковом ключе и очень малый ток при его запертом состоянии определяют высокий к. п. д. импульсных преобразователей постоянного на- --пряжения. В этом от- ^ - - { ношении неуправляемый выпрямитель, работающий в паре с ИППН, успешно конкурирует с управляемым выпрямителем.

резисторов R0. Пульсирующие напряжения, выделенные на этих резисторах, сдвинуты по фазе на 120° относительно друг друга и регулируются потенциометром Я в цепи обмотки управления ОУ магнитного усилителя. Управляющие диоды Ду совместно с цепочками Су/?у и управляемым выпрямителем образуют широтно-импульсный модулятор, обеспечивающий заданный диапазон изменения угла открытия тир исторов.

Развитие полупроводниковых преобразователей, с одной стороны, ограничило применение генераторов и создало конкуренцию для двигателей постоянного тока, но, с другой стороны, появление простых и надежных выпрямителей расширило сферу применения двигателей постоянного тока. К тому же разработан высокоэкономичный импульсный метод регулирования постоянного тока, позволяющий применять безреостатный пуск двигателей постоянного тока. И система с управляемым выпрямителем, и система с импульсным регулированием позволяют создать бесконтактный автоматизированный электропривод с высокой надежностью.

Процессы в схеме с управляемым выпрямителем при учете индуктивности рассеяния обмоток трансформатора индуктивности обмотки якоря двигателя и противо-ЭДС двигателя имеют свою особенность. В этом случае графики изменения во времени напряжения и тока преобразователя имеют довольно сложный характер. Кривая выпрямленного напряжения состоит из положительных и отри-

Диоды V8 — V14 служат для отделения коммутирующих конденсаторов от нагрузки, что дает возможность существенно снизить их емкость по сравнению с обычным параллельным инвертором. Через мост V18 — V23 реактивная энергия двигателя возвращается конденсатору С1. Напряжение на выходе инвертора регулируется изменением напряжения на его входе — управляемым выпрямителем, а частота — изменением частоты подачи импульсов на тиристоры.

При больших диапазонах регулирования напряжения целесообразно для средней мощности преобразователя (до '20 кВт) применять мостовую схему с трехфазным полууправляемым выпрямителем, который содержит три тиристора и три диода. В данном случае схема оказывается более простой по сравнению с полностью управляемым выпрямителем.

Определим постоянную составляющую напряжения холостого хода f/x.x.acp, создаваемую многофазным (тп > 2) управляемым выпрямителем на зажимах потребителя. Из VII. 12, б для активной нагрузки получим