Тема 2.2.3. Схема и принцип работы дифференциального фазочувствительного усилителя.

Такие усилители применяются в системах автоматики там, где необходимо сравнить два переменных сигнала с разными фазами.

Один из сигналов называется опорным (U_оп) – например, напряжение возбуждения сельсин-датчика, а второй (U_с) снимается с выхода какого-либо датчика – например, выходное напряжение сельсин-датчика.

1. В исходном состоянии сигнал U_с отсутствует, а на схему подается только опорное напряжение U_оп с фазой φ = 0^о. На базы транзисторов VT1 и VT2 через резисторы R1 и R4 от выпрямительного диода VD1 подается положительное напряжение смещения относительно их эмиттеров. Поэтому, оба транзистора приоткрыты одинаково, а, значит, напряжения на их коллекторах будут равны: U_K1 = U_K2.

Поэтому, выходное напряжение: U_вых = U_K1 - U_K2 = 0, а значит, двигатель М не получает питание, его вал не подвижен, поэтому не подвижен и рабочий механизм РМ, связанный с валом двигателя (на схеме условно не показан).

2. Подаем на вход усилителя напряжение U_c по фазе совпадающие с фазой опорного напряжения: U_оп: φ = 0^о; U_c: φ = 0^о.

С левой полуобмотки трансформатора Т1 на базу транзистора VT1 (Wc1) поступает положительная полуволна U_С1, а с правой полуобмотки (Wc2) на базу транзистора VT2 поступает отрицательная полуволна U_С2 (т.к. они намотаны встречно относительно общей точки).

В результате суммарное положительное напряжение на базе VT1 увеличивается, а на базе VT2 – уменьшается. Транзистор VT1 приоткрывается и напряжение на его коллекторе U_K1 уменьшается. Транзистор VT2 наоборот призакрывается и напряжение на его коллекторе U_K2 увеличивается. Поэтому, выходное напряжение приобретает максимальное отрицательное значение: - U_вых= ↓U_к1 - ↑U_к2.

В результате вал двигателя и рабочий механизм вращаются против часовой стрелки.

3. Если на вход усилителя подать сигнал U_С с фазой противоположной фазе U_оп: φ = 0^о; U_С: φ = 180^о, то на базу VT1 будет поступать отрицательная полуволна U_С1, он призакроется и напряжение на его коллекторе U_{К 1} увеличится.

На базу VT2 в этом случае поступает положительная полуволна U_С2, поэтому он еще больше открывается и напряжение на его коллекторе U_К2 уменьшается.

В результате выходное напряжение приобретает максимальное положительное значение: +U_вых= ↑U_К1 - ↓U_К2.

Вал двигателя и рабочий механизм будет вращаться при этом по часовой стрелке.

Вывод: Таким образом, фазочувствительные усилители автоматически определяют величину угла сдвига фаз между опорным напряжением U_оп и напряжением сигнала U_С. При этом изменяется характер поведения нагрузки на выходе усилителя (двигателя и рабочего механизма), т.к. изменяется полярность и величина выходного напряжения.

СР

Тема 2.2.4. Структурная схема и принцип работы тиристорного преобразователя частоты (ТПЧ). (Москаленко, с. 135-136, рис. 5.19)

Схема преобразователя частоты ТПЧ со звеном постоянного тока состоит из двух основных блоков: управляемого выпрямителя 2 и управляемого инвертора 3 с блоками 1 и 5 управления.

Напряжение сети U₁ стандартной частоты f₁ подается на вход управляемого выпрямителя 2, преобразующего переменное напряжение U₁ в постоянное Е₀.

Это напряжение можно регулировать в широких пределах с помощью блока 1 управления. Выпрямленное и регулируемое напряжение Е₀ подается на вход инвертора 3, который преобразует напряжение постоянного тока Е₀ в трехфазное напряжение U_рег, регулируемой частоты f_рег, которое подается на двигатель 4. Частота выходного напряжения f_рег инвертора регулируется блоком 5 управления в функции сигнала управления U_у.

ЗАЧЕТ ПО МОДУЛЮ 2.2.
Модуль 2.3. Переключающие устройства.