연산 증폭기의 전자 배기 가스 조절기 회로도. 연산 증폭기: 스위칭 회로, 작동 원리

이 기사에서는 표준 연산 증폭기에 대해 설명하고 이 장치의 다양한 작동 모드에 대한 예도 제공합니다. 오늘날 단일 제어 장치는 증폭기 없이는 할 수 없습니다. 이는 신호를 통해 다양한 기능을 수행할 수 있는 진정한 범용 장치입니다. 이 장치의 작동 방식과 이 장치를 통해 수행할 수 있는 작업이 정확히 무엇인지 자세히 알아보게 됩니다.

반전 증폭기

연산 증폭기 반전 증폭기 회로는 매우 간단하며 이미지에서 볼 수 있습니다. 이는 연산 증폭기를 기반으로 합니다(이 기사에서는 연결 회로에 대해 설명합니다). 또한 여기에는 다음이 포함됩니다.

  1. 저항 R1에 전압 강하가 있으며 그 값은 입력 값과 동일합니다.
  2. 저항에도 R2가 있습니다. 이는 출력과 동일합니다.

이 경우 저항 R2에 대한 출력 전압의 비율은 R1에 대한 입력 전압의 비율과 값이 동일하지만 부호는 반대입니다. 저항과 전압의 값을 알면 이득을 계산할 수 있습니다. 이렇게 하려면 출력 전압을 입력 전압으로 나누어야 합니다. 이 경우 연산 증폭기 (연결 회로는 무엇이든 가능)는 유형에 관계없이 동일한 이득을 가질 수 있습니다.

피드백 작업

이제 우리는 한 가지 핵심 사항, 즉 피드백이 어떻게 작동하는지 자세히 살펴봐야 합니다. 입력에 약간의 전압이 있다고 가정 해 봅시다. 계산을 단순화하기 위해 해당 값을 1V로 가정합니다. 또한 R1=10kOhm, R2=100kOhm이라고 가정합니다.

이제 캐스케이드 출력의 전압이 0V로 설정되어 예상치 못한 상황이 발생했다고 가정해 보겠습니다. 다음으로 흥미로운 그림이 관찰됩니다. 두 개의 저항이 쌍으로 작동하기 시작하여 함께 전압 분배기를 생성합니다. 반전단의 출력에서는 0.91V 레벨로 유지됩니다. 이 경우 연산 증폭기는 입력 간의 불일치를 기록하고 출력에서 ​​전압이 감소합니다. 따라서 예를 들어 센서의 신호 증폭기 기능을 구현하는 연산 증폭기 회로를 설계하는 것은 매우 간단합니다.

그리고 이 변화는 출력이 10V의 안정적인 값에 도달할 때까지 계속됩니다. 이 순간 연산 증폭기 입력의 전위가 동일해집니다. 그리고 그것들은 지구의 잠재력과 같을 것입니다. 반면, 장치 출력의 전압이 계속 감소하여 -10V 미만이면 입력 전위가 접지 전위보다 낮아집니다. 그 결과 출력 전압이 증가하기 시작합니다.

이 회로에는 큰 단점이 있습니다. 특히 피드백 회로가 닫혀 있으면 입력 임피던스가 매우 작습니다. 특히 전압 이득이 높은 증폭기의 경우 더욱 그렇습니다. 그리고 더 논의되는 디자인에는 이러한 모든 단점이 없습니다.

비반전 증폭기

그림은 비반전 연산 증폭기의 회로를 보여줍니다. 이를 분석한 후 몇 가지 결론을 내릴 수 있습니다.

  1. 전압 값 UA는 입력 전압과 같습니다.
  2. 전압 UA는 분배기에서 제거되며 이는 출력 전압과 R1의 곱과 저항 R1 및 R2의 합의 비율과 같습니다.
  3. UA 값이 입력 전압과 동일한 경우 이득은 출력 전압과 입력의 비율과 같습니다(또는 저항 R2 및 R1의 비율에 1을 추가할 수 있음).

이 설계를 비반전 증폭기라고 하며 입력 임피던스가 거의 무한합니다. 예를 들어, 411 시리즈 연산 증폭기의 경우 해당 값은 최소값인 1012Ω입니다. 그리고 바이폴라 반도체 트랜지스터를 기반으로 한 연산 증폭기의 경우 일반적으로 108Ω 이상입니다. 그러나 앞서 설명한 회로와 마찬가지로 캐스케이드의 출력 임피던스는 옴의 몇 분의 1 정도로 매우 작습니다. 그리고 연산 증폭기를 사용하여 회로를 계산할 때 이 점을 고려해야 합니다.

AC 증폭기 회로

기사 앞부분에서 설명한 두 회로는 모두 작동합니다. 그러나 입력 신호 소스와 증폭기 간의 연결이 교류인 경우 장치 입력에서 전류에 대한 접지를 제공해야 합니다. 또한 현재 값의 크기가 매우 작다는 사실에 주의할 필요가 있습니다.

AC 신호를 증폭하는 경우 DC 신호 이득을 1로 줄여야 합니다. 이는 특히 전압 이득이 매우 큰 경우에 해당됩니다. 덕분에 장치의 입력으로 구동되는 전단 전압의 영향을 크게 줄일 수 있습니다.

교류 전압 작업 회로의 두 번째 예

이 회로에서는 -3dB 레벨에서 17Hz의 주파수에 해당하는 것을 볼 수 있습니다. 그에 따라 커패시터의 임피던스는 2킬로옴 수준인 것으로 나타났습니다. 따라서 커패시터는 충분히 커야 합니다.

AC 증폭기를 구축하려면 비반전형 연산 증폭기 회로를 사용해야 합니다. 그리고 상당히 큰 전압 이득을 가져야 합니다. 하지만 커패시터가 너무 클 수 있으므로 사용하지 않는 것이 가장 좋습니다. 사실, 올바른 전단 응력을 선택하여 그 값을 0으로 설정해야 합니다. 또는 T자형 분배기를 사용하여 회로의 두 저항기의 저항값을 높일 수 있습니다.

어떤 구성표를 사용하는 것이 바람직합니까?

대부분의 설계자는 입력 임피던스가 매우 높기 때문에 비반전 증폭기를 선호합니다. 그리고 반전형 회로를 무시합니다. 그러나 후자는 큰 이점을 가지고 있습니다. "핵심"인 연산 증폭기 자체를 요구하지 않습니다.

또한 실제로 그 특성이 훨씬 좋습니다. 가상 접지를 사용하면 모든 신호를 쉽게 결합할 수 있으며 서로 영향을 미치지 않습니다. 연산 증폭기를 기반으로 한 DC 증폭기 회로도 설계에 사용할 수 있습니다. 그것은 모두 필요에 달려 있습니다.

그리고 마지막은 여기서 논의된 전체 회로가 다른 연산 증폭기의 안정적인 출력에 연결된 경우입니다. 이 경우 입력 임피던스 값은 최소 1kOhm, 최소 10, 최소 무한대 등 중요한 역할을 하지 않습니다. 이 경우 첫 번째 계단식은 항상 다음 계단식과 관련하여 기능을 수행합니다.

리피터 회로

연산 증폭기 기반 중계기는 바이폴라 트랜지스터 기반 이미터와 유사하게 작동합니다. 그리고 비슷한 기능을 수행합니다. 본질적으로 이것은 첫 번째 저항의 저항이 무한히 크고 두 번째 저항의 저항이 0인 비반전 증폭기입니다. 이 경우 이득은 1과 같습니다.

중계기 회로에만 기술로 사용되는 특별한 유형의 연산 증폭기가 있습니다. 일반적으로 고성능이라는 훨씬 더 나은 특성을 가지고 있습니다. 예로는 OPA633, LM310, TL068과 같은 연산 증폭기가 있습니다. 후자는 트랜지스터와 같은 몸체와 3개의 단자를 가지고 있습니다. 이러한 증폭기를 간단히 버퍼라고 부르는 경우가 많습니다. 사실 그들은 절연체의 특성(매우 높은 입력 임피던스와 극도로 낮은 출력)을 가지고 있습니다. 연산 증폭기를 기반으로 전류 증폭기 회로를 구성하는 데 거의 동일한 원리가 사용됩니다.

활성 모드

기본적으로 이는 연산 증폭기의 출력 및 입력에 과부하가 발생하지 않는 작동 모드입니다. 매우 큰 신호가 회로의 입력에 적용되면 출력에서 ​​컬렉터 또는 이미 터의 전압 레벨에 따라 간단히 절단되기 시작합니다. 그러나 출력 전압이 컷오프 레벨로 고정되면 연산 증폭기 입력 전압은 변하지 않습니다. 이 경우 범위는 공급 전압보다 클 수 없습니다.

대부분의 연산 증폭기 회로는 이 스윙이 공급 전압보다 2V 낮도록 설계되지만 이는 모두 사용되는 특정 연산 증폭기 회로에 따라 다릅니다. 연산 증폭기에 따른 안정성에도 동일한 제한이 있습니다.

부동 부하가 있는 소스에 특정 전압 강하가 있다고 가정해 보겠습니다. 전류가 정방향으로 움직이면 언뜻 이상해 보이는 부하를 만날 수도 있습니다. 예를 들어 여러 개의 역극성 배터리가 있습니다. 이 설계는 직접 충전 전류를 얻는 데 사용될 수 있습니다.

몇 가지 예방 조치

연산 증폭기(모든 회로 선택 가능)를 기반으로 한 간단한 전압 증폭기는 문자 그대로 "무릎 위에" 만들 수 있습니다. 하지만 몇 가지 기능을 고려해야 합니다. 반드시 확인해야 합니다. 피드백다이어그램에서 음수입니다. 이는 또한 증폭기의 비반전 입력과 반전 입력을 혼동하는 것이 허용되지 않음을 의미합니다. 또한 직류에 대한 피드백 루프가 있어야 합니다. 그렇지 않으면 연산 증폭기가 빠르게 포화 상태가 됩니다.

대부분의 연산 증폭기는 입력 차동 전압이 매우 작습니다. 이 경우 비반전 입력과 반전 입력 간의 최대 차이는 전원 연결에 대해 5V로 제한될 수 있습니다. 이 조건을 무시하면 입력에 상당히 큰 전류 값이 나타나 회로의 모든 특성이 저하됩니다.

이것에 대한 최악의 점은 연산 증폭기 자체의 물리적 파괴입니다. 결과적으로 연산 증폭기 회로가 완전히 작동을 멈춥니다.

고려되어야한다

그리고 물론 연산 증폭기의 안정적이고 오래 지속되는 작동을 보장하기 위해 따라야 하는 규칙에 대해서도 이야기해야 합니다.

가장 중요한 것은 연산 증폭기의 전압 이득이 매우 높다는 것입니다. 그리고 입력 사이의 전압이 밀리볼트 단위로 변하면 출력에서의 전압 값도 크게 변할 수 있습니다. 따라서 다음을 아는 것이 중요합니다. 연산 증폭기의 출력은 입력 간의 전압 차이가 0에 가깝도록(이상적으로는 동일하도록) 노력합니다.

두 번째 규칙은 연산 증폭기의 전류 소비가 문자 그대로 나노암페어로 매우 작다는 것입니다. 전계 효과 트랜지스터가 입력에 설치된 경우 피코암페어로 계산됩니다. 이것으로부터 우리는 어떤 연산 증폭기가 사용되는지, 회로에 관계없이 입력이 전류를 소비하지 않는다는 결론을 내릴 수 있습니다. 작동 원리는 동일하게 유지됩니다.

그러나 연산 증폭기가 실제로 입력 전압을 지속적으로 변경한다고 생각해서는 안됩니다. 물리적으로 이것은 두 번째 규칙과 일치하지 않기 때문에 달성하는 것이 거의 불가능합니다. 연산 증폭기 덕분에 모든 입력 상태가 평가됩니다. 외부 피드백 회로를 사용하여 전압이 출력에서 ​​입력으로 전달됩니다. 결과적으로 연산 증폭기 입력 간의 전압 차이는 0이 됩니다.

피드백 개념

이는 일반적인 개념이며 이미 모든 기술 분야에서 넓은 의미로 사용되고 있습니다. 모든 제어 시스템에는 출력 신호와 설정값(기준)을 비교하는 피드백이 있습니다. 현재 값에 따라 원하는 방향으로 조정이 발생합니다. 더욱이 제어 시스템은 무엇이든 될 수 있으며, 심지어 도로를 주행하는 자동차도 될 수 있습니다.

운전자가 브레이크를 밟으면 여기서 피드백이 감속의 시작이 됩니다. 이러한 간단한 예를 통해 비유하면 전자 회로의 피드백을 더 잘 이해할 수 있습니다. 부정적인 피드백은 브레이크 페달을 밟을 때 자동차가 가속되는 경우입니다.

전자공학에서 피드백은 신호가 출력에서 ​​입력으로 전송되는 과정입니다. 이 경우 입력 신호도 억제됩니다. 한편으로 이것은 이득이 크게 감소하는 것처럼 외부에서 보일 수 있기 때문에 매우 합리적인 생각이 아닙니다. 그건 그렇고, 전자 제품 피드백 개발의 창시자는 그러한 피드백을 받았습니다. 그러나 연산 증폭기에 미치는 영향을 더 자세히 이해할 가치가 있습니다. 실제 회로를 고려하십시오. 그리고 이것이 실제로 게인을 약간 감소시키지만 다른 매개변수를 약간 향상시킬 수 있다는 것이 분명해집니다.

  1. 주파수 특성을 부드럽게 합니다(필요한 수준으로 가져옵니다).
  2. 증폭기의 동작을 예측할 수 있습니다.
  3. 비선형성 및 신호 왜곡을 제거할 수 있습니다.

피드백이 깊어질수록(부정적인 것에 대해 이야기하고 있음) 개방 루프 특성이 증폭기에 미치는 영향이 줄어듭니다. 결과적으로 모든 매개변수는 회로의 속성에만 의존하게 됩니다.

모든 연산 증폭기가 매우 깊은 피드백이 있는 모드에서 작동한다는 사실에 주목할 가치가 있습니다. 그리고 개방 루프를 통한 전압 이득은 심지어 수백만에 달할 수도 있습니다. 따라서 연산 증폭기 증폭기 회로는 전원 공급 장치 및 입력 신호 레벨과 관련된 모든 매개변수를 준수하는 측면에서 매우 까다롭습니다.

컨트롤러는 오류(기준 신호와 피드백 신호의 차이)를 계산하고 이를 특정 수학적 연산에 따라 제어 동작으로 변환합니다.

ACS는 주로 비례(P), 적분(I), 비례-적분(PI) 유형의 제어기를 사용합니다. 변환된 신호의 유형에 따라 아날로그 및 디지털 조정기가 구별됩니다.

아날로그 레귤레이터(AR)은 연산 증폭기를 기반으로 구현되며, 디지털- 특수 컴퓨팅 장치 또는 마이크로프로세서를 기반으로 합니다. 아날로그 컨트롤러는 시간의 연속 함수인 아날로그 신호만 변환합니다. AP를 통과할 때 연속된 신호의 각 순시값이 변환됩니다.

AR을 구현하기 위해 네거티브 피드백이 있는 합산 증폭기 회로에 따라 연산 증폭기(op-amp)가 연결됩니다. 조정기의 유형과 전달 함수는 입력 회로와 연산 증폭기 피드백의 저항과 커패시터를 연결하는 회로에 의해 결정됩니다.

비례 제어기(P-regulator)는 저항 Ros를 갖는 연산 증폭기 저항을 피드백 회로에 연결하여 구현됩니다. 이 컨트롤러는 비례 계수를 특징으로 합니다. 에게 , 이는 1보다 크거나 작을 수 있습니다.

연산 증폭기 커패시터 C가 피드백 회로에 연결되면 통합 레귤레이터(I-regulator)가 구현됩니다. 이 유형의 컨트롤러는 시간 상수가 특징입니다. 티.

연산 증폭기 피드백 회로에 저항 Roc를 갖는 저항과 커패시터 Coc를 연결하여 비례 적분 제어기(PI 제어기)를 구현합니다. 이러한 조정기의 특징은 다음과 같습니다. 비례 계수 에게 그리고 시간 상수 티.

모든 유형의 조정기의 경우 구현 회로에는 입력 저항 R1이 있습니다.

레귤레이터 구현 방식, 레귤레이터 출력 U out의 입력 U in에 대한 전압 의존성 및 그래픽 표현뿐만 아니라 레귤레이터의 매개 변수를 찾는 공식이 표 1에 나와 있습니다.

표 1 - 조정기

전류 센서의 용도와 적용되는 요구 사항을 설명하십시오. 변압기 전류 센서와 션트 기반 전류 센서를 갖춘 DC 전기 드라이브의 기능 다이어그램을 제공합니다.

전류 센서(CT)는 모터 전류의 강도와 방향에 대한 정보를 얻도록 설계되었습니다. 여기에는 다음 요구 사항이 적용됩니다.

0.1I nom에서 5I nom 범위의 제어 특성 선형성은 0.9 이상입니다.

전원 회로 및 제어 시스템의 갈바닉 절연 가용성

고성능.


AEP 좌표 센서는 측정 변환기(MT)와 정합 장치(CU)의 직렬 연결로 구조적으로 표현될 수 있습니다(그림 1). 측정 변환기는 좌표를 변환합니다. 엑스전기 전압 신호에서 그리고(또는 현재 나),비례항 엑스.매칭 장치는 출력 신호를 변환합니다. 그리고크기와 모양이 ACS를 만족하는 피드백 신호 u os에 IP를 입력합니다.

그림 1 - AEP 좌표 센서의 블록 다이어그램

변류기, 평활 초크의 추가(보상) 권선, 홀 요소 및 션트는 DT에서 측정 변환기로 사용됩니다.

션트 기반 전류 센서는 모터 전류를 측정하는 데 널리 사용됩니다. 분로순수 활성 저항을 갖는 4단자 저항입니다. R 승(비유도 션트) 전원 회로는 전류 단자에 연결되고 측정 회로는 전위 단자에 연결됩니다. (그림 2)

모터 회로의 전류 흐름에 대한 션트의 영향을 줄이려면 해당 저항을 최소화해야 합니다. 션트의 공칭 전압 강하는 일반적으로 75mV이므로 증폭기를 사용하여 증폭해야 합니다. 션트에는 전원 회로에 대한 잠재적인 연결이 있으므로 전류 센서에는 갈바닉 절연 장치(GID)가 포함되어야 합니다. 이러한 장치로는 변압기 및 광전자 장치가 사용됩니다.

그림 2 - 션트를 기반으로 전류 센서를 연결하는 회로도

변류기 기반 DT는 주로 DC AED에서 대칭형 브리지 단상 및 3상 정류기에 의해 전원이 공급될 때 모터 전류를 측정하는 데 사용됩니다. 단상 정류기(그림 3)의 경우 변류기(TA1) 1개를 사용하고, 3상 정류기의 경우 스타에 연결된 변압기 3개를 사용한다. 변류기의 작동 모드가 단락 모드에 가깝도록 보장하기 위해 2차 권선에는 저저항 저항 R CT(0.2...1.0 Ohm)가 로드됩니다. 2차 권선의 교류 전압 변환은 정류기 VD1...VD4에 의해 수행됩니다.

그림 2 - 변류기를 기반으로 전류 센서를 연결하기 위한 회로도

13. 전기자 EMF 센서의 기능 다이어그램을 제공하고 작동 원리를 설명하십시오..

속도 제어 범위(최대 50)에 대한 요구 사항이 낮기 때문에 EMF 피드백은 전기 드라이브의 주요 피드백으로 사용됩니다. 전기자 EMF 센서의 작동 원리는 모터의 EMF 계산을 기반으로 합니다.


EMF 센서의 기능 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 - 전기자 EMF 센서의 기능 다이어그램

전기자 전압을 측정하기 위해 저항 R2, R3에 분배기가 사용됩니다. 모터 전기자 전류를 측정하려면 평활 초크의 추가 권선 L1.2가 사용됩니다. 전압 그리고 나분배기를 통해 RC 필터와 리피터 A1이 가산기 A2에 공급됩니다. 전기자 권선의 전압 강하에 비례하는 신호도 가산기 A2의 입력에 공급됩니다. 리 나. ts ∙i 나.

출력전압 표현 너 드정상 상태 작동을 위한 증폭기 A2는 다음과 같은 형식을 갖습니다.

어디 에게 de – EMF 센서의 전송 계수,

이자형나는 전기자 EMF입니다.


모터 전기자의 전압에 비례하는 신호를 얻으려면 다음 회로에 따라 저항성 전압 분배기를 연결할 수도 있습니다.

그림 2 - 전압 센서 연결 다이어그램

분배기의 출력 전압은

분배기 외에도 전압 센서에는 갈바닉 절연 장치가 포함될 수 있습니다.

증폭기.

14. 수직 단일 채널 펄스 위상 제어 시스템의 다이어그램을 그리고 타이밍 다이어그램을 사용하여 작동 원리를 설명합니다.

정류기 사이리스터를 제어하기 위해 다음 기능을 수행하는 펄스 위상 제어 시스템(PPCS)이 사용됩니다.

특정 사이리스터가 열려야 하는 순간을 결정합니다. 이러한 시간은 ACS 출력에서 ​​SIFU 입력으로 전달되는 제어 신호에 의해 설정됩니다.

필요한 시간에 사이리스터의 제어 전극으로 전송되고 필요한 진폭, 전력 및 지속 시간을 갖는 개방 펄스의 형성.

단상 브리지 정류기의 사이리스터를 제어하는 ​​수직 단일 채널 SIFU의 작동을 고려해 보겠습니다(그림 1).

그림 1 - 단상 브리지 정류기의 다이어그램

교류 전압 발생기 GPN은 동기화 장치에서 전압 C가 수신되면 시작됩니다(그림 2). 이는 사이리스터에 직접 전압이 가해지는 순간에 발생합니다. 자연스러운 정류 지점에서.

그림 2 - 수직 단일 채널 SIFU 구성표

GPG의 출력에서 ​​톱니파 전압은 비교 장치 US에 공급되어 제어 전압 U y와 비교됩니다(그림 3). 톱니파와 제어 전압이 동일해지는 순간에 제어 장치는 펄스를 생성하고, 이는 펄스 분배기 RI를 통해 펄스 형성기 FI1 또는 FI2로 전송된 다음 출력 형성기 VF1 또는 VF2를 통해 정류기 사이리스터로 전송됩니다. 출력 드라이버는 전원의 개방 펄스를 증폭하고 잠재적으로 전원 섹션에서 SIFU를 분리합니다. 비교기로는 연산증폭기를 기반으로 한 비교기가 사용된다.

그림 3 – SIFU 작동 다이어그램

15. 공동 제어 기능이 있는 3상 제로 가역 정류기를 갖춘 전기 드라이브의 기능 다이어그램을 제시하고 작동 원리를 설명하십시오.

사이리스터 세트를 함께 제어할 때 개방 펄스는 두 세트 VS1, VS2, VS3 및 VS4, VS5, VS6에 동시에 적용됩니다(그림 1). 동시에 엔진의 회전 방향에 따라 한 세트는 정류기 모드로 작동하고 다른 세트는 인버터 모드로 작동합니다. 전기자 전류는 정류기 모드에서 작동하는 세트를 통해 흐릅니다.

그림 1 - 3상 제로 밸브 세트의 공동 제어

역전 정류기

정류 사이리스터 제어 시스템에는 2개의 SIFU(SIFU1, SIFU2)와 아날로그 인버터 A1이 포함되어 있습니다.

VS1, VS2, VS3이 정류기 모드로 동작하고 VS4, VS5, VS6이 인버터 모드로 동작하면 모터가 정방향으로 회전합니다. 반대 방향이면 엔진이 뒤로 회전합니다.

개방 펄스가 두 세트 모두에 적용되므로 변압기 TV1의 2차 권선의 두 위상의 폐쇄 회로가 두 개의 개방 밸브(예: VS1 및 VS6)를 통해 회로에 형성됩니다.

이 회로에서는 2차 권선의 두 위상의 EMF 합이 작용합니다. EMF 균등화:

어디 전자 1 , 전자 2 -각각 세트 VS1...VS3 및 VS4...VS6의 정류된 EMF.

EMF 균등화 이자형 ur는 균등화 전류 레벨 1을 생성합니다. 균등화 전류와 관련하여 변압기 TV1이 모드에 있습니다. 단락, 왜냐하면 변압기의 능동 및 유도 저항은 작습니다. 따라서 등화 전류를 제한하기 위해 등화 리액터 L1 및 L2가 흐름 회로에 포함됩니다.

등화 리액터를 포함하는 것 외에도 등화 EMF의 일정한 구성 요소가 포함된 세트의 조정된 제어를 통해 등화 전류를 제한할 수 있습니다. 에르은 0과 같습니다. 즉

E ur = E 1 + E 2 = E 0 (cosα 1 +cosα 2) = 0, (1)

어디 전자 1, 전자 2- EMF의 상수 구성 요소 전자 1및 e 2 각각; 이자형 0- α = 0에서 정류된 EMF의 상수 구성요소; α 1, α 2 - 세트 VS1...VS3 및 VS4...VS6의 개방 각도.

조건 (1)은 a1 + a2 =p일 때 만족됩니다. 이 조건은 사이리스터 세트의 조정 제어를 위한 조건입니다.

협업 관리에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

· 균등화 전류는 모터 부하 전류의 크기와 결과적으로 특성의 선형성에 관계없이 두 세트의 전도 상태를 보장합니다(간헐적인 전류 모드가 없음).

· 회로의 스위칭과 관련되지 않은 전류 반전에 대한 지속적인 준비로 인해 높은 성능을 발휘합니다.

그러나 공동 제어를 사용하려면 균등화 반응기를 설치해야 하며 이로 인해 전기 드라이브의 무게, 비용 및 크기가 증가합니다. 등화 전류의 흐름은 전력 회로 요소의 부하를 증가시키고 정류기의 효율을 감소시킵니다.

16. 별도의 제어 기능을 갖춘 가역 정류기를 갖춘 전기 드라이브의 블록 다이어그램을 그리고 작동 원리를 설명하십시오.

별도의 제어 기능이 있는 가역 정류기에서는 한 세트의 사이리스터가 정류기 또는 인버터 모드에서 작동할 때 다른 세트는 완전히 비활성화됩니다(개방 펄스가 제거됨). 결과적으로 균등화 전류 회로가 없어 균등화 리액터가 필요하지 않습니다.

별도 제어 기능이 있는 가역 정류기(RSRU)가 있는 전기 드라이브의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. RSRU의 작동은 사이리스터 제어 시스템의 추가 요소인 밸브 전도도 센서(VCS), 논리 스위칭 장치( LSD), 특성 스위치(CH).


그림 1 – 가역 정류기를 갖춘 전기 드라이브의 블록 다이어그램

별도의 컨트롤로

DPV는 정류기 사이리스터의 상태(개방 또는 폐쇄)를 결정하고 차단에 대한 신호를 생성하도록 설계되었습니다. 이는 세트에 전류가 없는 것과 동일합니다.

보건의료시설은 다음과 같은 기능을 수행합니다.

신호 U 3에 의해 지정된 모터 전류의 필요한 방향에 따라 필요한 밸브 세트 "전진" 또는 "후진"(KV "V" 또는 KV "N")을 선택합니다.

"앞으로"("B") 및 "뒤로"("H") 키를 사용하여 두 사이리스터 세트 모두에서 펄스 개방이 동시에 나타나는 것을 금지합니다.

이전에 작동 중인 세트에 전류가 흐르는 동안에는 작동 중인 세트에 개방 펄스 공급을 금지합니다.

이전에 작동 중인 세트의 모든 사이리스터가 닫히는 순간과 작동을 시작하는 세트에 개방 펄스를 공급하는 순간 사이에 일시적인 일시 중지를 형성합니다.

특성 스위치는 SIFU α = f(u y)의 단극 조정 특성을 반전 신호 U y와 일치시키는 역할을 합니다.

모터 역회전은 속도 명령의 부호 변경으로 시작되며, 이로 인해 전류 명령 Uc의 부호가 변경됩니다. 이로 인해 제어 전압 U y가 감소하고 "포워드" 밸브 세트의 사이리스터 개방 각도 α 1이 증가하여 EMF E 1이 감소하고 궁극적으로 전기자 전류가 감소합니다. 0으로. 밸브 닫힘은 DPV에 의해 기록됩니다. DPV로부터 신호를 수신하면 LPU는 두 세트의 사이리스터("B" 열림)에 대한 펄스 공급을 금지하고 동시에 시간 정지 계산을 시작합니다. 완료 후 LPU는 "뒤" 밸브 세트("H"가 닫힘)의 사이리스터에 개방 펄스를 공급하고 PH를 전환할 수 있는 권한을 생성합니다. PC를 전환하면 SIFU 입력에서 제어 전압 U의 극성이 변경됩니다. 이 순간부터 각도 α 2의 개방 펄스가 HF "N"에 공급되기 시작하여 인버터 모드에서 세트의 작동을 보장합니다. 회전 EMF가 E 2보다 크기 때문에 전기자 전류는 반대 방향으로 흐릅니다. 엔진은 발전기 모드로 전환되어 회생 제동을 수행합니다.

별도의 제어에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

가역 정류기의 크기, 무게 및 비용을 크게 줄이는 등화 리액터가 없습니다.

정류기의 전력 손실을 줄이고 효율을 높이는 등화 전류가 없습니다.

분할 방정식의 단점은 다음과 같습니다.

정류기 제어 특성의 선형화가 필요한 간헐적 전류 모드의 존재

의료시설, 장기요양시설, 정신병원 등의 존재로 인해 관리시스템이 더욱 복잡해졌습니다.

세트를 전환할 때 정지 상태가 발생합니다.

외부 교란 보상 원리와 편차 원리에 따라 제작된 전자 장치의 폐쇄 구조를 제시하고 설명합니다. DC 전기 드라이브용 2회로 슬레이브 제어 시스템의 블록 다이어그램을 그리고 해당 블록을 설명합니다.

폐쇄형 구조 ED는 외부 방해 보상 원리와 편차 원리(피드백 원리라고도 함)에 따라 제작됩니다.

전기 드라이브의 가장 특징적인 외부 교란, 즉 속도 Ω를 조절할 때의 부하 토크 Mc에 대한 보상의 예를 사용하여 보상 원리를 고려해 보겠습니다(그림 1a).

그림 1 - 전자 구조물의 폐쇄형 구조

이러한 전기 드라이브의 폐쇄 구조의 주요 특징은 속도 설정 신호 Usc와 함께 부하 토크에 비례하는 신호가 전기 드라이브의 입력에 공급되는 회로가 있다는 것입니다.

Um = Km∙Ms, 여기서 Km은 비례계수입니다.

결과적으로 전기 드라이브는 총 신호 U Δ에 의해 제어되며, 이는 부하 토크가 변동할 때 자동으로 변경되어 속도가 주어진 수준으로 유지되도록 보장합니다. 그 효율성에도 불구하고, 이 방식을 사용한 전기 구동 제어는 간단하고 신뢰할 수 있는 부하 토크 센서 Ms.의 부족으로 인해 거의 수행되지 않습니다.

따라서 대부분의 폐쇄 회로에서는 편향 원리가 사용되며, 이는 전자 장치의 출력을 입력에 연결하는 피드백 회로가 있다는 특징이 있습니다. 안에 이 경우속도를 조절할 때 속도 피드백 회로가 사용됩니다(그림 1b). 이를 통해 현재 속도 값(신호 Uos = Kos∙ Ω)에 대한 정보가 전기 드라이브의 입력에 공급되고, 여기에서 속도 설정 신호에서 해당 정보가 차감됩니다. 우리. 제어는 편차 신호 U Δ =Uзс-Uос(불일치 또는 오류 신호라고도 함)에 의해 수행되며, 속도가 설정된 속도와 다르면 그에 따라 자동으로 변경되고 자동 제어 시스템의 도움으로 , 이러한 편차를 제거합니다.

ED는 제어되는 좌표의 유형에 따라 속도, 위치, 전류, 자속, 전압 및 EMF에 대한 피드백을 사용합니다.

하위 규제 시스템.

EUT의 움직임을 제어하기 위해 EP의 여러 좌표를 조정해야 하는 경우가 있습니다. 예를 들어 전류(토크) 및 속도입니다. 이 경우 폐쇄 ED는 하위 좌표 제어 방식에 따라 수행됩니다.

그림 2 - 2회로 슬레이브 제어 시스템의 블록 다이어그램

이 방식에서 각 좌표의 조절은 자체 조절기(현재 RT 및 속도 RS)에 의해 수행되며, 이는 Kost 및 Koss 계수와 함께 해당 피드백과 함께 폐쇄 루프를 형성합니다. 이들 회로는 전류 회로 Uzt의 입력(마스터) 신호가 외부 속도 회로의 출력 신호가 되도록 배열됩니다. 따라서 내부 전류 루프는 전기 구동의 주요 조정 가능한 좌표인 외부 속도 루프에 종속됩니다. RT 출력의 U Δ 신호는 사이리스터 변환기 TP에 공급됩니다. 전기 모터는 전기(ESM)와 기계(MCD) 두 부분으로 구성됩니다.

이러한 방식의 가장 큰 장점은 각 좌표 제어를 최적으로 조정할 수 있다는 것입니다. 또한 전류 루프를 속도 루프에 종속시키면 전류 및 토크를 제한하는 프로세스를 단순화할 수 있으며, 이를 위해 전류 레벨의 속도 컨트롤러 출력(기준 신호)에서 신호를 유지하기만 하면 됩니다. 적절한 수준.

중간 직류 링크(SFC IDC)가 있는 정적 주파수 변환기의 용도를 설명하십시오. IM 고정자의 전압을 조절하는 방법이 다른 PZPT HRC의 블록 다이어그램을 제공하십시오.

HRC PZPT는 진폭과 주파수가 일정한 교류 전압을 진폭과 주파수를 조정할 수 있는 교류 전압으로 변환하도록 설계되었습니다.

전압 조정 방법에 따라 세 가지 유형의 HRC CRPT가 있습니다.

1. 제어 정류기가 있는 HRC PZPT

이 회로에서 전압 진폭은 정류기의 출력에서 ​​조정됩니다(그림 1).

그림 1 - 제어 정류기가 있는 HRC PZPT

CF는 교류 에너지를 직류 에너지로 변환하는 제어 정류기입니다.

F – 필터는 전류 및 전압 리플을 완화하는 역할을 합니다.

그리고 – 직류를 교류로 변환하는 데 사용되는 인버터.

SUV – 정류기 제어 시스템.

IMS – 인버터 제어 시스템.

FP는 주파수 설정 신호 U z를 변환하는 데 사용되는 기능적 변환기입니다. 에프. 전압 설정 신호 U z에 입력합니다. 유. 구현된 주파수 제어 법칙에 따라 다릅니다.

DC 링크의 필터 F 유형에 따라 자율 인버터 I는 전류 AI와 전압 AI로 구분됩니다. AI 전류를 기반으로 하는 IFC에서 필터는 인덕턴스가 높은 리액터 L입니다(그림 2a). 이러한 인버터는 전류원이므로 이 회로에서 모터에 대한 제어 효과는 주파수와 고정자 전류입니다.

그림 2 - 필터 회로

전압 AI는 인덕턴스 L 외에도 필터에 큰 용량의 커패시터 C가 포함되어 있는 전압 소스입니다(그림 2b). AI 전압을 사용하는 VHF 시스템에서 모터에 대한 제어 영향은 전압의 진폭과 주파수입니다.

2. DC 링크에 제어되지 않는 정류기와 펄스 폭 제어 컨버터(PWCC)가 있는 HRC PZPT(그림 3).

그림 3 - 제어되지 않는 정류기와 PSIU가 있는 HRC PZPT

이 경우 제어되지 않는 정류기 NV와 인버터 I 사이에 설치된 PShIU에서 전압 조정이 수행됩니다. NV의 조정되지 않은 정전압은 PShIU에 공급되어 크기가 조정되어 시퀀스로 변환됩니다. 필터 Ф에 의해 필터링되고 인버터 I의 입력에 공급되는 직사각형 펄스입니다.

3. 제어되지 않는 정류기와 인버터 전압의 펄스 폭 변조를 갖춘 HRC PZPT(그림 4).

그림 4 - 인버터에서 전압의 펄스 폭 변조를 사용하는 PFC DCPT

이 회로에서는 전압 진폭과 주파수의 조절이 I에 결합됩니다. 펄스 폭 변조는 복잡한 밸브 스위칭 알고리즘을 사용하여 달성되며 제어 스위치가 있는 변환기(전력 트랜지스터 또는 인공 스위칭이 있는 사이리스터 포함)에서만 구현할 수 있습니다.

제어 시스템의 일반적인 장치

레귤레이터

현대 자동화 시스템의 중요한 기능은 좌표를 조절하는 것, 즉 필요한 정확도로 필요한 값을 유지하는 것입니다. 이 기능은 다양한 요소를 사용하여 구현되며 그 중 조정기가 가장 중요합니다.

조절기제어 시스템의 작동 조건에 필요한 수학적 연산에 해당하는 제어 신호의 변환을 수행합니다. 일반적으로 필요한 작업에는 비례, 비례-적분, 비례-적분-미분 등의 신호 변환이 포함됩니다.


아날로그 조정기의 기본은 연산 증폭기(피드백이 없을 때 높은 이득을 갖는 직류 증폭기)입니다. 통합 연산 증폭기가 가장 널리 사용됩니다. 연산 증폭기는 입력 차동 증폭기( 두) 역 및 직접 입력, 전압 증폭기 ( 유엔), 고이득 구현, 전력증폭기( 정신), 연산 증폭기에 필요한 부하 용량을 제공합니다. 연산 증폭기의 기능 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 4.1. 연산 증폭기의 단일 칩, 소형 설계는 매개변수의 높은 안정성을 보장하므로 높은 DC 이득을 얻을 수 있습니다. 다이어그램에서 파생된 포인트 KL, K2, KZ고주파수에서 이득을 줄이고 피드백을 통해 증폭기의 안정성을 높이는 외부 보정 회로를 연결하도록 설계되었습니다. 보정 회로가 없으면 충분히 높은 주파수에서 누적된 위상 지연이 180°일 때 피드백의 부호가 변경되고 이득이 크면 연산 증폭기가 자체 여기되어 자체 발진 모드로 들어갑니다. 그림에서. 4.1 다음 표기법이 사용됩니다. 위로- 증폭기 공급 전압; 유유- 증폭기의 역 입력을 통한 입력 제어 전압; U 팩- 증폭기의 직접 입력을 통한 입력 제어 전압; 유 아웃- 증폭기 출력 전압. 위의 모든 전압은 바이폴라 전원 공급 장치의 공통 와이어를 기준으로 측정되었습니다.

연산 증폭기 연결 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 4.2. 연산 증폭기의 차동 스테이지에는 2개의 제어 입력이 있습니다. 직접 및 전위 U 팩그리고 잠재력과 반대 유유(그림 4.2, ㅏ).

증폭기의 출력 전압은 이득과 증폭기 입력의 전위차의 곱에 의해 결정됩니다.

U out = k уо (U up - U уу) = k уо U у,

어디 쿠오- 연산 증폭기의 차동 이득; 유이- 증폭기의 차동 입력 전압, 즉 직접 입력과 역 입력 사이의 전압. 피드백이 없는 통합 연산 증폭기의 차동 이득.

입력 전압에 비례 U vhp그리고 유휘출력 전압은 차이에 의해 결정됩니다

U 아웃 = k up U in - k ui U in,

직접 입력 이득은 어디에 있습니까? 케이 팩그리고 역입력으로 k ui증폭기 스위칭 회로에 의해 결정됩니다. 그림 1에 표시된 직접 입력 스위칭 회로의 경우 4.3, 비, 이득은 공식에 의해 결정됩니다

,

그리고 그림 1에 표시된 역 입력 스위칭 회로의 경우 4.3, V, - 공식에 따라

다양한 조정기 회로를 구축하려면 일반적으로 역 입력이 있는 연산 증폭기 회로가 사용됩니다. 일반적으로 조정기에는 여러 입력이 있어야 합니다. 입력 신호는 포인트 1에 공급됩니다(그림 4.2, V) 개별 입력 저항을 통해. 피드백 회로의 복잡한 활성 용량성 저항으로 인해 조정기의 필수 전달 함수가 얻어집니다. Z OS그리고 입력 회로에서 Z in. 출력 전압의 반전을 고려하지 않고 입력에 대한 조정기의 전달 함수

. (4.1)

전달 함수의 유형에 따라 연산 증폭기는 하나 또는 다른 기능 조정기로 간주될 수 있습니다. 앞으로는 레귤레이터를 구현하기 위해 역 입력을 기반으로 한 스위칭 회로만 고려할 것입니다.

비례제어기(P-제어기) -이는 그림 1에 표시된 타이트 피드백 연산 증폭기입니다. 4.3, ㅏ. 전달 함수

W(p) = kP, (4.2)

어디 케이피- P-레귤레이터의 이득 계수.

전달 함수(4.2)에서 다음과 같이 연산 증폭기의 대역폭 내에서 P-regulator의 LAFC(대수 진폭 주파수 응답)는 주파수 축과 평행합니다. 승, 위상은 0입니다 (그림 4.3, 비).


일체형 컨트롤러(I-레귤레이터)그림 1에 표시된 것처럼 피드백 루프에 커패시터를 포함하여 얻습니다. 4.4, ㅏ, 입력 신호와 컨트롤러의 전달 기능을 통합하면서

, (4.3)

어디 T 및 = C os의 R- 적분 상수.

(4.3)에서 다음과 같이 출력 신호의 위상 변이는 - 피/ 2, LFC의 기울기는 -20dB/dec이고 로그 위상 주파수 응답(LPFR)은 주파수 축과 평행합니다. 승(그림 4.4, 비).

비례적분 제어기(PI 제어기 ) P- 및 I- 레귤레이터의 병렬 연결에 의해 얻어집니다. 즉

피드백에 능동 용량 리액턴스를 포함시켜 하나의 연산 증폭기에서 전달 함수(4.4)를 얻을 수 있습니다. Zos(p) = Ros(p) + + 1 / (Cosp), 그림과 같이. 4.5, ㅏ.


그런 다음 (4.1)에 따라

,

어디 T 1 = 로스 코스; T I = C os의 R; k P = R os / R in.

PI 제어기의 대수 주파수 특성은 그림 1에 나와 있습니다. 4.5, 비.

비례차동제어기(PD제어기) P-레귤레이터와 차동 D-레귤레이터의 병렬 연결에 의해 얻어집니다.

W PD(p) = k P + T D p = k P(T 1 p+1). (4.5)

전달 함수(4.5)는 그림 1에 표시된 것처럼 연산 ​​증폭기의 입력 저항에 커패시터를 연결하여 얻습니다. 4.6, ㅏ. 그러면 (4.1)을 고려하면,

어디 T 1 = C의 R; k P = R os / R in.

PD 제어기의 대수 주파수 특성은 그림 1에 나와 있습니다. 4.6, 비.

비례-적분-미분 제어기(PID 제어기).이 레귤레이터는 P-레귤레이터, I-레귤레이터 및 D-레귤레이터의 세 가지 레귤레이터를 병렬 연결하여 얻습니다. 전달 함수의 형식은 다음과 같습니다.

. (4.6)

전달 함수(4.6)는 각각 전달 함수(4.5)와 (4.3)을 갖는 PD 컨트롤러와 I 컨트롤러의 병렬 연결을 통해 항상 구현될 수 있습니다. 이 경우 PID 제어기 회로는 3개의 연산 증폭기를 사용하여 구현할 수 있습니다. 첫 번째 증폭기는 PD 조정기의 기능을 구현합니다(그림 4.6, ㅏ), 두 번째 증폭기는 I-레귤레이터의 기능입니다(그림 4.4, ㅏ), 세 번째 증폭기(그림 4.3, ㅏ)는 첫 번째 증폭기와 두 번째 증폭기의 출력 신호를 합산하는 함수입니다.

매개변수의 경우 케이피, 티그리고 TD제한을 가하다

그러면 전달 함수(4.6)는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

, (4.7)

어디 k P = (T 1 +T 2) / T I; T D = (T 1 T 2) / T I.

전달 함수가 있는 PID 컨트롤러(4.7)는 PD 컨트롤러와 PI 컨트롤러의 순차적 연결이며 피드백 회로에 저항이 있는 단일 연산 증폭기에서 구현될 수 있습니다.

Zos(p) = Ros + 1/(Cosp)

입력 회로의 저항

.

이 경우 컨트롤러 시정수는 T 1 = C의 R, T 2 =로스코스, T 0 =R(C os).

하나의 증폭기에 대한 PID 컨트롤러 회로가 그림 1에 나와 있습니다. 4.7, ㅏ, 그리고 그림의 대수 주파수 특성. 4.7, 비.

PD 컨트롤러와 PID 컨트롤러의 고려된 회로에는 증폭기의 입력 회로에 커패시터가 있으며, 이는 고주파 간섭에 대해 0에 가까운 저항을 나타냅니다. 조정기의 안정성을 높이려면 작은 저항(적어도 커패시터의 커패시턴스보다 한 단계 더 작은 크기)을 가진 추가 저항을 커패시터와 직렬로 연결할 수 있습니다.

규제 기관, 그들의 업무 및 기술적 구현/1/에서 더 자세히 논의됩니다.

자가 테스트 질문

1. 자동화 시스템 조정기는 어떤 기능을 수행합니까?

2. 자동화 시스템의 레귤레이터는 제어 신호의 어떤 일반적인 변환을 수행합니까?

3. 대부분의 최신 아날로그 조정기 구성의 기초는 무엇입니까?

4. 연산 증폭기의 주요 특성은 무엇입니까?

5. 일반적인 연산 증폭기의 입력 좌표는 무엇입니까?

6. 일반적인 연산 증폭기의 출력 좌표는 무엇입니까?

7. 연산 증폭기의 기능 회로에는 어떤 구성 요소가 포함되어 있습니까?

8. 연산 증폭기 연결을 위한 일반적인 회로의 이름을 지정하십시오.

9. 레귤레이터를 구현하는 데 일반적으로 사용되는 일반적인 연산 증폭기 회로는 무엇입니까?

10. 반전 입력 회로에 대한 연산 증폭기의 전달 함수를 제시하십시오.

11. 연산 증폭기의 피드백 회로에 비례 제어기를 포함하는 요소는 무엇입니까?

12. 연산 증폭기의 입력 회로에 비례 제어기를 포함하는 요소는 무엇입니까?

13. 비례제어기의 전달함수를 그려라.

14. 비례제어기의 진폭주파수와 위상주파수 특성은 무엇입니까?

15. 연산 증폭기의 피드백 회로에 통합 레귤레이터가 포함된 요소는 무엇입니까?

16. 연산 증폭기의 입력 회로에 통합 레귤레이터가 포함된 요소는 무엇입니까?

17. 적분 조절기의 전달 함수를 제시하십시오.

18. 적분 레귤레이터의 대수 진폭 주파수 응답의 기울기는 무엇입니까?

19. 적분 레귤레이터의 위상 주파수 응답은 무엇입니까?

20. 연산 증폭기의 피드백 회로에는 어떤 요소가 포함되어 있습니까?

21. 비례 적분 조정기 연산 증폭기의 입력 회로를 포함하는 요소는 무엇입니까?

22. 비례-적분 제어기의 전달 함수를 제시하십시오.

23. 비례 차동 조정기 연산 증폭기의 피드백 회로를 포함하는 요소는 무엇입니까?

24. 비례-미분 제어기의 전달 함수를 제시하십시오.

25. 비례 적분 미분 컨트롤러의 매개변수에 대한 어떤 제한 사항이 단일 연산 증폭기에 구현됩니까?

26. 단일 연산 증폭기를 기반으로 한 비례 적분 미분 제어기의 입력 회로에는 어떤 요소가 포함되어 있습니까?

27. 단일 연산 증폭기를 기반으로 한 비례 적분 미분 제어기의 피드백 회로에는 어떤 요소가 포함되어 있습니까?

강도 컨트롤러

전기 구동 제어 시스템 및 기타 자동화 시스템의 일반적인 마스터 장치는 다음과 같습니다. 적분기또는 강도 컨트롤러(ZI). SI의 임무는 한 레벨에서 다른 레벨로 이동할 때 마스터 신호의 원활한 변화를 형성하는 것, 즉 필요한 속도로 신호의 선형 상승 및 하강을 생성하는 것입니다. 정상 상태에서 강도 발생기 출력의 전압은 입력의 전압과 같습니다.


그림에서. 그림 4.8은 3개의 연산 증폭기로 구성된 단일 통합 SI의 블록 다이어그램을 보여줍니다. 모든 증폭기는 반전 입력이 있는 회로에 따라 연결됩니다. 첫 번째 증폭기 U1,피드백 없이 작동하지만 출력 전압 제한이 있음 유 1,그림 1에서 출력 전압의 반전을 고려하지 않고 직사각형 특성을 나타냅니다. 4.9, ㅏ. 두 번째 연산 증폭기 U2일정한 적분률을 갖는 적분기로 작동합니다.

(4.8)

통합 속도는 변경하여 조정할 수 있습니다. 린2. 세 번째 증폭기 U3네거티브 피드백 전압을 생성합니다.


. (4.9)

입력에 기준 전압이 적용될 때 유 z출력 전압은 (4.8)에 따라 선형적으로 증가합니다. 어느 순간에 t=tp,언제 U з = - U os,적분이 멈추고 출력 전압은 (4.9)에서 다음과 같은 값에 도달합니다. , 더 이상 변경되지 않습니다. 입력에서 설정 전압을 제거하는 경우 ( U z = 0) 출력 전압을 0으로 선형 감소시키는 과정이 발생합니다 (그림 4.9, 비).

이 보호 장치의 출력 전압 변화율은 (4.8)에서 다음과 같이 전압 값을 변경하여 변경할 수 있습니다. 유 1예를 들어 증폭기 피드백 회로에서 제너 다이오드를 선택함으로써 U1필요한 값과 동일한 안정화 전압으로 유 1, 또는 제품의 가치를 변경하여 R in2 C oc2.


그림에서. 4.10, ㅏ공통 베이스가 있는 회로에 따라 연결된 바이폴라 트랜지스터를 기반으로 만들어진 단일 통합 SI의 또 다른 회로가 표시됩니다. 이 회로는 트랜지스터( 티) 전류 증폭기로 사용됩니다. 커패시터 재충전( 와 함께)는 항상 일정한 콜렉터 전류에서 발생합니다. 내가, 주어진 이미터 전류에 의해 결정됨 즉. 이 경우 시간에 따른 전압의 변화율은 너 아웃 ZI의 출력에서 ​​| 듀아웃/dt| = 내가/씨. ZI 제어의 특징 너 아웃 = = 에프(티)그림에 표시됩니다. 4.10, 비. 출력 신호의 변화율은 전압을 변경하여 조정할 수 있습니다. 너, 전류 변화에 비례하여 즉그리고 그에 따라 현재 내가, 또는 커패시터의 커패시턴스를 변경합니다. 정상 상태에서 커패시터는 항상 전압으로 충전됩니다. 당신은. 정류기 브리지는 전압의 부호에 관계없이 트랜지스터 컬렉터 전류의 일정한 방향을 보장합니다. 당신은. ZI는 /1, 7/에서 자세히 논의됩니다.

자가 테스트 질문

1. 자동화 회로에서 강도 조절 장치는 어떤 목적으로 사용됩니까?

2. 강도 생성기의 입력 및 출력 좌표는 무엇입니까?

3. 강도 발생기의 정적 이득은 얼마입니까?

4. 단일 적분 강도 발생기의 출력 전압은 입력 전압의 단계적 변화에 따라 어떻게 변해야 합니까?

5. 통합 강도 컨트롤러는 어떤 증폭기를 기반으로 구축됩니까?

6. 일회성 적분 강도 생성기를 구현하려면 역 입력을 통해 연결된 연산 증폭기가 몇 개 필요합니까?

7. 마이크로 회로로 만들어진 일반적인 단일 적분 강도 컨트롤러 회로에서 세 가지 연산 증폭기 각각의 목적을 나타냅니다.

8. 3개의 연산 증폭기에서 단일 적분 강도 발생기의 출력 전압 변화율에 영향을 미치는 매개변수는 무엇입니까?

9. 단일 적분 트랜지스터 강도 컨트롤러의 회로에서 커패시터 양단 전압의 선형 변화는 어떻게 달성됩니까?

10. 단일 적분 트랜지스터 강도 컨트롤러의 출력 전압 변화율에 영향을 미치는 매개변수는 무엇입니까?

일치하는 요소

제어 시스템 내의 기능 요소는 신호 유형, 전류 유형, 저항 및 전력, 기타 표시기가 다를 수 있습니다. 따라서 요소를 연결할 때 그 특성을 조정하는 작업이 발생합니다. 이 문제는 요소를 일치시켜 해결됩니다. 이 요소 그룹에는 전류 유형과 일치하는 위상 감지기, 신호 유형과 일치하는 디지털-아날로그 및 아날로그-디지털 변환기, 이미터 팔로어, 일치하는 입력 및 출력 저항, 전력 증폭기, 갈바닉 분리기 및 기타 요소가 포함됩니다. . 조정 기능은 일반적으로 다른 목적으로 사용되는 요소에 의해 수행될 수도 있습니다. 예를 들어, 섹션 4.1에서 논의된 연산 증폭기는 출력 전압이 반전 입력에 연결될 때 비반전 입력에 대한 이미터 팔로워로 나타납니다.

예를 들어 갈바닉 분리의 경우 변압기 전압 센서를 사용할 수 있습니다. 그러한 요소 및 유사한 요소는 명백하거나 알려져 있으므로 고려되지 않습니다.

보다 복잡한 표준 매칭 요소를 고려해 보겠습니다.

위상 검출기(PD)는 과학 및 기술 문헌에서 위상 감응 증폭기, 위상 감응 정류기, 위상 판별기, 복조기 등 여러 다른 이름을 받았습니다.

FD의 목적은 입력 AC 전압을 변환하는 것입니다. 유인 V DC 출력 전압 유 아웃, 극성과 진폭은 입력 전압의 위상에 따라 달라집니다. 제이. 따라서 PD에는 입력 전압의 진폭이라는 두 가지 입력 좌표가 있습니다. U(m)및 입력 전압 위상 제이하나의 출력 좌표: 출력 전압의 평균값 유 아웃. PD 작동에는 두 가지 모드가 있습니다. 입력 전압의 위상이 일정하게 유지되는 진폭 모드, 두 값 중 하나를 취함 0 또는 피, U(m)= var 및 유 아웃 = f(U(m));위상 모드 유인= const, 제이= var 및 유 아웃 = f(j).

진폭 모드에서 PD는 AC 불일치 신호를 DC 서보 드라이브의 제어 신호로 변환하는 용도, AC 타코제너레이터의 출력 신호 변환기 등으로 사용됩니다. 위상 모드에서 PD는 제어 및 제어 변수가 부드럽게 변화하는 위상인 제어 시스템에 사용됩니다.

일반적으로 위상 검출기에는 전압 증폭 기능이 할당되지 않습니다.

따라서 PD 이득은 1에 가깝습니다. 그림에서. 그림 4.11은 전파장 PD의 계산된 등가 회로를 보여줍니다. 회로는 밸브가 기능 스위치로 대체되는 제로 정류 회로에 해당합니다. K1그리고 K2.부하 저항 RN,출력 전압이 할당되는 중간점을 연결합니다. ㅏ, 0 EMF 제어의 키와 소스 응.제어 EMF 소스의 내부 저항은 각 회로에 도입됩니다. R y.키의 상태는 참조 EMF에 의해 제어됩니다. 에 작전알고리즘에 따라: for e op > 0 K1포함되어 있다는 것, 즉

스위칭 기능 와이 k1= 1,아 K2비활성화됨, 즉 스위칭 기능 와이 k2 = 0. 을 위한 에 작전< 0 y k1 = 0, ㅏ 와이 k2= 1. 이 알고리즘은 다음 공식으로 표현될 수 있습니다.

y에서 1 = (1+sign e op) /2; y에서 2로 = (1- 부호 e op) /2 . (4.10)

분명히 닫힌 상태에서 K1출력 EMF 나갔어점 사이 ㅏ, 0 동일 어이,그리고 닫았을 때 K2 e out = - e y, 그건

e 아웃 = e y y k1 - e y y k2. (4.11)

(4.10)을 (4.11)에 대입하면 다음과 같습니다.

e out = e y sign e op . (4.12)

알고리즘 (4.11)과 (4.12)에 해당하는 출력 EMF의 변화 다이어그램이 그림 4.12에 나와 있습니다.

e op = E op m sinwt그리고 e y = E y m sin(wt - j),

어디 E op m,어이엠- 기준 EMF 및 제어 EMF의 진폭 값 승기준 EMF와 제어 EMF의 각주파수, 정류된 출력 EMF의 평균값

. (4.13)

왜냐하면 E y m = k p U(m), 평균 출력 전압 , 그런 다음 (4.13)을 고려합니다.

, (4.14)

어디 케이피- 입력 전압에서 제어 EMF로 계수를 전달합니다. 특정 PD 회로도의 특징에 따라 결정됩니다.

을 위한 제이= const = 0 또는 제이= const = 피 PD에는 제어 특성이 간단한 진폭 작동 모드가 있습니다.

U 아웃 = k FD U 인,

여기서 (4.14)를 고려하면 진폭 모드의 PD 이득은

.

~에 제이= 0 출력 전압 값 유 아웃긍정적이고 언제 제이 = 피출력 전압 값은 음수입니다.

을 위한 유인= const 및 제이= var 제어 특성의 형식이 다음과 같은 PD의 위상 모드가 있습니다.

U out = k " FD cosj = k "FD 신지",

어디 j " = p/2 - j, 그리고 고려한 위상 모드의 PD 전송 계수(4.14)

;

소규모로 제이"제어 특성

PD의 작동, 특성 및 회로도는 /1/에서 설명합니다.

디지털-아날로그 변환기(DAC). 변환기는 제어 시스템의 디지털 부분을 아날로그 부분과 일치시킵니다. DAC의 입력 좌표는 이진 다중 비트 숫자입니다. An = an -1 ...a i ...a 1a 0, 출력 좌표는 전압입니다. 유 아웃, 기준 전압을 기반으로 생성됨 유 op(그림 4.13).

DAC 회로는 출력 전압이 입력 수에 비례하도록 전류 또는 전압을 합산하는 저항 매트릭스를 기반으로 구축됩니다. DAC는 저항 매트릭스, 입력 수에 따라 제어되는 전자 스위치, 출력 전압을 생성하는 합산 증폭기의 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 그림에서. 그림 4.14는 비가역 DAC의 간단한 회로를 보여줍니다. 입력된 이진수의 각 자리 안저항에 해당

R 나는 = R 0 / 2 나는, (4.15)

어디 R0- 저차 저항.

저항기 나는기준 전압을 사용하여 전원 공급 장치에 연결 유 op전자 키를 통해 케이 나는, 마감 시간: 나는=1 및 다음 시간에 열립니다. 나는= 0. 당연히 값에 따라 다름 나는입력 회로 저항 나-(4.15)을 고려한 번째 카테고리는 다음 식에 의해 결정됩니다.

R i = R 0 /(2 i a i). (4.16)

그럼 그리고 나= 0, 즉 회로가 끊어졌습니다. 나는=1 회로가 켜져 있고 저항이 있습니다. R 0 /2 나 .

그림의 다이어그램에서. 4.14 연산 증폭기 유회로 표기법과 표현(4.16)을 고려하여 입력 전류와 출력 전압을 합산합니다.

형식의 표현(4.17) 유 아웃 = f(A n)- DAC의 제어특성입니다. 최하위 단위에 해당하는 전압 이산성을 갖는 계단형 형태를 가지며,

ΔU 0 = R os U op / R 0 = k DAC.

크기 ΔU 0동시에 DAC의 평균 전달 계수입니다. 케이 DAC.

아날로그-디지털 변환기(ADC)는 역 문제를 해결합니다. 연속 입력 전압을 숫자(예: 이진수)로 변환합니다. 각 출력 다중 비트 이진수 나는입력 전압 변화 범위에 해당합니다.

, (4.18)

어디 유 ei = ΔU 0 i- 출력 이진수에 해당하는 출력 전압의 기준 값 나는; ΔU 0- 출력 번호의 최하위 숫자 단위에 해당하는 출력 전압의 불연속성.

~에 N-비트 ADC 총 수 0이 아닌 기준 입력 전압 레벨은 다음과 같이 서로 다릅니다. ΔU 0, 최대 출력 십진수와 동일 N=2n - 1. 각 레벨부터 유에이, (4.18)에 따르면 숫자에 대한 정보를 전달하며 ADC 작동에서 입력 전압과 기준 전압 비교, 레벨 숫자 결정, 주어진 코드에서 출력 숫자 생성과 같은 주요 작업을 구별할 수 있습니다. . 평균 ADC 이득은 해당 DAC 이득의 역수로 정의됩니다.

k ADC = 1 / ΔU 0.

그러면 ADC 제어 특성에 대한 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

ADC 제어 특성은 계단 형태를 가집니다.

ADC 구현 회로는 병렬 동작과 순차 동작의 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다.

병렬 ADC의 주요 장점은 고성능입니다. 아날로그 입력 전압을 십진수 여러 자리 숫자로 변환하는 작업은 디지털 회로 요소의 단 두 클록 사이클에서만 발생합니다. 이러한 ADC의 가장 큰 단점은 회로에 아날로그 비교기와 플립플롭이 많다는 것입니다. 2n - 1이는 다중 비트 병렬 ADC를 엄청나게 비싸게 만듭니다.

직렬 ADC에는 상당히 낮은 하드웨어 비용이 필요합니다. 그림에서. 그림 4.15는 순차 회로 그룹에 속하는 추적 ADC 회로를 보여줍니다. 다이어그램에서는 이전에 언급되지 않은 기호를 사용합니다. GTI- 클록 펄스 발생기, SR- 역 카운터, 에게- 비교기, 아르 자형- 출력 레지스터. 논리적 요소의 지정 그리고,아니면 아니오일반적으로 허용됩니다.

비교 유인그리고 너두 개의 출력이 있는 결합된 아날로그 비교기에서 수행: "초과"(>) 및 "미만"(<). ЕслиU in - U e >ΔU 0/ 2, 출력 >에 단일 신호가 나타나고 요소 그리고 1업/다운 카운터의 합산 입력(+1)에 클럭 펄스를 전달합니다. SR.출력 수가 증가하고 있습니다. SR, 그에 따라 증가합니다. 어 어, DAC가 생성되었습니다. 만약에 U in - U e < ΔU 0 /2 , 출력에 단일 신호가 나타납니다.< , при этом импульсы от генератора тактовых импульсов через элемент 그리고 2카운터의 뺄셈 입력(-1)으로 전달 SR그리고 너감소합니다. 조건이 | U in - U e | = ΔU 0 /2 두 출력 모두에서 에게제로 신호와 요소가 강조 표시됩니다. 그리고 1그리고 그리고 2클럭 펄스에 대해 잠겨 있습니다. 카운터는 계산을 중지하고 출력에서 ​​변경되지 않은 채로 남아 있는 숫자가 레지스터 출력에 나타납니다. 아르 자형.레지스터에 숫자를 쓸 수 있는 권한은 단일 요소 신호에 의해 제공됩니다. 또는-아니다, 두 개의 출력에 포함됨 에게.이와 관련하여 이 계획을 고려하면 유인그리고 어 어, ADC는 컨트롤러와 함께 출력 좌표를 따라 폐쇄된 제어 시스템임을 확인할 수 있습니다. 에게릴레이 액션. 시스템은 ±의 정상 상태 정확도로 입력 전압의 변화를 모니터링합니다. 유 0 /2디지털 출력에 해당하는 숫자를 출력합니다. 유인.추적 ADC는 입력 전압의 상당히 느린 변화만 신속하게 변환할 수 있습니다.

고려되는 ADC의 주요 단점은 성능이 좋지 않다는 것입니다. 가장 불리한 경우, 입력의 최대 전압이 갑자기 설정되면 해당 출력 값을 생성합니다. 디지털 코드필수의 2n - 1박자 일부 DAC 및 ADC 회로와 그 작동은 /1/에서 논의됩니다.

자가 테스트 질문

1. 자동화 시스템에서 매칭 요소를 사용하는 이유는 무엇입니까?

2. 위상 검출기는 어떤 변환을 수행합니까?

3. 위상 검출기는 어떤 모드에서 작동할 수 있습니까?

4. 위상 검출기의 입력 좌표는 무엇입니까?

5. 위상 검출기의 출력 좌표는 무엇입니까?

6. 위상 검출기의 진폭 작동 모드는 무엇입니까?

7. 위상 검출기의 위상 작동 모드는 무엇입니까?

8. 자동화 시스템에서 위상 검출기를 어떤 용도로 사용할 수 있습니까?

9. 진폭 모드에서 작동하는 위상 검출기의 제어 특성에 대한 공식을 제시하십시오.

10. 디지털-아날로그 변환기는 어떤 변환을 수행합니까?

11. 디지털-아날로그 변환기의 입력 및 출력 좌표는 무엇입니까?

12. 디지털-아날로그 변환기 회로의 주요 부분은 무엇입니까?

13. 디지털-아날로그 변환기의 제어 특성과 평균 전송 계수를 계산하는 공식을 제시하십시오.

14. 디지털-아날로그 변환기에는 어떤 유형의 제어 특성이 있습니까?

15. 아날로그-디지털 변환기는 어떤 변환을 수행합니까?

16. 아날로그-디지털 변환기의 입력 및 출력 좌표는 무엇입니까?

17. 아날로그-디지털 변환기의 제어 특성과 평균 전송 계수를 계산하는 공식을 제시하십시오.

18. 아날로그-디지털 변환기에는 어떤 유형이 있습니까?

19. 병렬 아날로그-디지털 변환기의 주요 장점과 단점은 무엇입니까?

20. 직렬 아날로그-디지털 변환기의 주요 장점과 단점은 무엇입니까?

21. 아날로그-디지털 변환기 추적 회로에 디지털-아날로그 변환기가 사용되는 이유는 무엇입니까?

22. 추적 아날로그-디지털 변환기의 최대 정상 상태 절대 변환 오류는 얼마입니까?

센서

자가 테스트 질문

1. 회전각도 센서의 입출력 좌표는 어떻게 되나요?

2. 어긋남 각도 센서의 입력 및 출력 좌표는 무엇입니까?

3. 각도 센서와 오류 센서는 어떤 시스템에 사용될 수 있나요?

4. 3상 접점 싱크로는 몇 개의 권선이 있고 어디에 있습니까?

5. selsyn의 입력 및 출력 좌표는 무엇입니까?

6. selsyn은 어떤 모드에서 작동할 수 있나요?

7. 싱크로나이저 작동의 진폭 모드는 무엇입니까?

8. selsyn의 위상 작동 모드는 무엇입니까?

9. 진폭 작동 모드에서 동기화 장치의 제어 특성을 계산하는 공식을 제시하십시오.

10. 위상 작동 모드에서 동기화 장치의 제어 특성을 계산하는 공식을 제시하십시오.

11. 제어 특성을 왜곡하는 싱크로나이저의 정적 오류를 결정하는 요인은 무엇입니까?

12. 셀신 기반 회전각 센서의 속도 오차는 왜 발생하나요?

13. selsyn 수신기 회전자의 EMF 진폭 값과 이 EMF의 위상을 출력 좌표로 사용하는 경우 selsyn 센서와 selsyn 수신기는 불일치 각도 센서 회로에서 어떤 모드로 작동합니까?

14. 변압기 모드에서 작동하는 두 개의 동기화 장치를 기반으로 불일치 센서의 제어 특성을 계산하는 공식을 제시하십시오.

15. selsyn 기반 회전각 센서의 주요 단점은 무엇입니까?

16. 회전각도 센서의 입력단에 감속측정기어를 사용하는 목적은 무엇입니까?

17. 회전각 센서 입력에 승압 측정 기어를 사용하는 목적은 무엇입니까?

18. 감속측정기어 사용시 각도측정오차는 어떻게 변하나요?

19. 개별 각도 센서를 사용하는 것이 언제 적절한가요?

20. 코드 디스크 기반의 디지털 회전각 센서 설계에 존재하는 주요 요소는 무엇입니까?

21. 코드디스크 기반의 디지털 회전각도 센서의 제어특성은 왜 계단형 특성을 갖는가?

22. 코드 디스크를 기반으로 디지털 회전각 센서의 이산 간격을 계산하는 공식을 제시하십시오.

23. 코드 디스크를 기반으로 디지털 회전각 센서의 절대 오차를 계산하는 공식을 제시하십시오.

24. 코드 디스크 기반의 디지털 회전각 센서의 비트 용량을 늘릴 수 있는 설계 방법은 무엇입니까?

각속도 센서

DC 타코제너레이터나타냅니다 전기차독립 여자 또는 영구 자석이 있는 DC(그림 5.6) 입력 좌표 TG - 각속도 승, 출력 - 전압 유 아웃, 부하 저항에 할당됩니다.

Etg = kФw = I(Rtg + Rn),

전달계수 TG, V/rad; k = pN/(2p a)- 건설 상수; 에프- 자기 여기 자속; Rtg- 전기자 권선 및 브러시 접촉의 저항.

엄밀히 말하면 TG의 전달 계수는 브러시 접촉 저항과 전기자 반응의 비선형성으로 인해 속도가 변할 때 일정하게 유지되지 않습니다. 따라서 저속 및 고속 영역의 제어 특성에는 특정 비선형성이 관찰됩니다(그림 5.6, 비). 전압 강하가 낮은 금속 브러시를 사용하면 저속 영역의 비선형성이 감소됩니다. 전기자 반작용으로 인한 특성의 비선형성은 위에서 속도를 제한하고 부하 저항을 증가시킴으로써 감소됩니다. 이러한 활동을 수행할 때 TG의 제어 특성은 거의 간단하다고 간주할 수 있습니다.

연산 증폭기에 전류 조정기를 구성하는 프로세스를 단순화하기 위해 PF(8)를 다음과 같이 변환합니다.

(8")

(8")의 첫 번째 항은 등방성 및 비주기적 링크의 곱이고, 두 번째는 비주기적 링크이고, 세 번째는 관성 미분 링크입니다. 전자 과정에서 연산 증폭기에 이러한 링크를 조립하는 방법을 알 수 있습니다.

그림 10 - 연산 증폭기의 전류 조정기

볼 수 있듯이 회로는 3개의 병렬 분기로 구성되며 연산 증폭기의 반전 가산기에 대한 출력에 의해 닫혀 있으므로 출력 신호 유 2 입력에 비해 반전됩니다. 유 1 . 승인이 필요한 경우 유 1 그리고 유 2 가산기의 출력에 추가 인버터를 설치해야 합니다. 비주기적 링크가 반전 연산 증폭기에 구축되어 있으므로 이 기술은 회로의 중간 분기에 적용되었습니다. 상위 지점은 PF를 담당합니다.
. 등방성 및 비주기적 링크의 곱은 반전 연산 증폭기에 해당 회로를 직렬로 연결하여 이루어지며, 각 링크는 신호를 반전시키기 때문에 상위 분기의 입력과 출력을 일치시킬 필요가 없습니다. 관성 동적 링크를 구현하는 하위 분기는 입력 신호를 반전시키지 않습니다.

회로의 매개 변수를 계산해 봅시다. 다음과 같이 알려져 있습니다.

물어본 결과 아르 자형 1 =아르 자형 3 =아르 자형 5 = R 8 =아르 자형 12 =아르 자형 17 =아르 자형 18 = 500옴, 아르 자형 13 = 300옴, 아르 자형 14 = 50Ω 알겠습니다 와 함께 1 ==
= 240μF, 와 함께 2 =와 함께 3 ==
= 10μF, 와 함께 4 =
=
= 40μF, 아르 자형 2 = =
= 380옴, 아르 자형 4 =아르 자형 6 =아르 자형 9 =아르 자형 10 =아르 자형 11 =아르 자형 16 = 500옴, 아르 자형 7 = 110옴, 아르 자형 15 =
= =
= 310옴.

2.3AmLahx - 원하는 매개변수 방법을 사용하여 점근 매개변수를 구성하고 제어기를 합성하는 프로그램

2.3.1 프로그램에 대한 일반 정보

AmLAHX 프로그램은 MatLab6.0 이상의 환경에서 실행되도록 설계되었으며 사용자에게 다음 기능을 제공합니다.

    GUI 인터페이스가 있습니다.

    전달 함수 형태로 지정된 동적 객체의 점근적 LFC를 구성합니다.

    지정된 품질 기준에 따라 개방형 루프 시스템의 원하는 LFC를 대화식으로 구축합니다. 여기에는 프로그램을 통해 사용자가 제어 개체의 LFC 유형에 따라 결합 섹션(경사)을 선택할 수 있습니다.

    제어 객체의 LFC 개루프 시스템의 LFC에서 자동 빼기를 제공하여 컨트롤러의 LFC를 구성하고 공액 주파수와 점근선의 기울기를 반환하므로 다음을 사용하여 전달 함수를 매우 쉽게 기록할 수 있습니다. 컨트롤러의 LFC(이후 버전에서는 프로그램이 이 작업을 자동으로 수행함)

    모든 LFC는 점근선의 기울기를 표시하며, 사용자는 각 LFC의 색상은 물론 그래프의 비문 형식(두께, 높이)도 별도로 결정할 수 있습니다.

2.3.2 프로그램 명령줄

프로그램을 실행하는 전체 명령줄은 다음과 같습니다.

응=amlahx( 숫자,서재, 플래그, 매개변수),

어디 숫자그리고 굴- 제어 객체의 PF의 분자와 분모, 숫자그리고 굴 MatLab 형식으로 작성된 벡터여야 합니다(아래 예 참조).

깃발- 작동 모드(1(기본값) 또는 2)

매개변수- 6개 요소(숫자)의 벡터, 1, 2, 3개 요소는 각각 OU, RS 및 CU의 LFC 두께입니다. 4, 5, 6은 이러한 LFC의 색상입니다(기본적으로 두께 모든 LFC가 1이면 색상은 각각 빨간색, 파란색, 녹색입니다).

AmLAHX매개변수가 없으면 데모 모드에서 작동합니다. 이 경우

숫자= ,굴 = ,깃발= 2.

컨트롤러는 불일치를 계산하고 특정 수학적 연산에 따라 이를 제어 동작으로 변환합니다. VSAU는 주로 비례(P), 적분(I), 비례 적분(PI), 비례 적분 미분(PID) 유형의 컨트롤러를 사용합니다. 변환된 신호의 유형에 따라 아날로그 및 디지털 조정기가 구별됩니다. 아날로그 레귤레이터 (AR)은 연산 증폭기를 기반으로 구현되며, 디지털 - 특수 컴퓨팅 장치 또는 마이크로프로세서를 기반으로 합니다. 아날로그 컨트롤러는 시간의 연속 함수인 아날로그 신호만 변환합니다. AP를 통과할 때 연속된 신호의 각 순시값이 변환됩니다.

AR을 구현하기 위해 네거티브 피드백이 있는 합산 증폭기 회로에 따라 연산 증폭기(op-amp)가 연결됩니다. 조정기의 유형과 전달 함수는 입력 회로와 연산 증폭기 피드백의 저항과 커패시터를 연결하는 회로에 의해 결정됩니다.

레귤레이터를 분석할 때 선형 작동 모드에서 네거티브 피드백이 있는 연산 증폭기에 대해 높은 정확도를 충족하는 두 가지 주요 가정을 사용합니다.

차동 입력 전압 유연산 증폭기 입력은 0과 같습니다.

연산 증폭기의 반전 및 비반전 입력은 전류를 소비하지 않습니다. 입력 전류(그림 2.2). 비반전 입력은 "0" 버스에 연결되므로 첫 번째 가정에 따르면 반전 입력의 전위 ψa도 0입니다.

쌀. 2.2.비례 제어기의 기능 다이어그램

방정식 (2.1)의 변수 증가로 이동하고 라플라스 변환을 사용하여 P-조정기의 전달 함수를 얻습니다.

어디 - 비례 이득.

따라서 P-regulator에서는 오류 신호의 비례 증폭(상수 곱하기)이 수행됩니다. 유경주

계수는 1보다 크거나 작을 수 있습니다. 그림에서. 2.3은 의존성을 보여줍니다. 유~에 = 에프(티)오류 신호가 변경될 때의 P-레귤레이터 유경주

피드백 회로의 연산 증폭기에 연산 증폭기 커패시터 C를 연결하여 통합 레귤레이터(I-regulator)를 구현합니다(그림 2.4). I 제어기의 전달 함수

적분 상수 s는 어디에 있습니까?

쌀. 2.4. 통합 레귤레이터의 기능 다이어그램

I 컨트롤러는 오류 신호를 통합합니다. 유경주

비례 적분 제어기(PI 제어기)는 피드백 루프에 저항 R OU와 커패시터 C OU를 포함하여 구현됩니다(그림 2.6).

쌀. 2.6. PI 컨트롤러의 기능 다이어그램

PI 컨트롤러의 전달 함수

비례 및 적분 제어기의 전달 함수의 합입니다. PI 제어기는 P 및 I 제어기의 특성을 가지므로 오차 신호의 비례 증폭과 적분을 동시에 수행합니다. 유경주

비례 적분 미분 제어기(PID 제어기)는 PI 제어기의 커패시터 C 3 및 ​​C OS를 저항 R 3 및 R OC와 병렬로 연결하여 가장 간단한 경우에 구현됩니다(그림 2.8).

쌀. 2.8. PID 컨트롤러의 기능 다이어그램

PID 제어기 전달 함수

PID 컨트롤러의 비례 이득은 어디에 있습니까? - 미분 상수; - 적분 상수; ; .

PID 제어기의 전달 함수는 비례, 적분, 차동 제어기의 전달 함수의 합입니다. PID 컨트롤러는 오류 신호의 비례 증폭, 미분 및 적분을 동시에 수행합니다. 유경주

17 질문 AEP 좌표 센서.

센서의 블록 다이어그램. AED(자동 전기 구동)는 센서를 사용하여 제어된 좌표에 대한 피드백 신호를 수신합니다. 감지기 AED와 상호작용하여 제어된 좌표의 상태를 알려주고, 이 상호작용에 대한 반응을 전기신호로 변환하는 장치입니다.

AED에서는 전류, 전압, EMF, 토크, 속도, 변위 등 전기적, 기계적 좌표를 제어합니다. 이를 측정하기 위해 적절한 센서가 사용됩니다.

AED 좌표 센서는 측정변환기(MT)와 정합장치(CU)의 직렬 연결로 구조적으로 표현될 수 있다(Fig. 2.9). 측정 변환기는 좌표를 변환합니다. 엑스전기 전압 신호에서 그리고(또는 현재 나), 비례 엑스 . 매칭 장치는 출력 신호를 변환합니다. 그리고 IP를 피드백 신호로 유 OS , 크기와 모양이 자주포를 만족시킵니다.

쌀. 2.9. AEP 좌표 센서의 블록 다이어그램

전류 센서.전류 센서(CT)는 모터 전류의 강도와 방향에 대한 정보를 얻도록 설계되었습니다. 여기에는 다음 요구 사항이 적용됩니다.

0.1I nom에서 5 I nom 범위의 제어 특성 선형성은 0.9 이상입니다.

전원 회로 및 제어 시스템의 갈바닉 절연 가용성

고성능.

변류기, 평활 초크의 추가(보상) 권선, 홀 요소 및 션트는 DT에서 측정 변환기로 사용됩니다.

션트 기반 전류 센서는 모터 전류를 측정하는 데 널리 사용됩니다. 분로순수 활성 저항을 갖는 4단자 저항입니다. 아르 자형 sh(무유도 션트), 전원 회로는 전류 단자에 연결되고 측정 회로는 전위 단자에 연결됩니다.

옴의 법칙에 따르면 능동 저항의 전압 강하는 및=R승 나.

모터 회로의 전류 흐름에 대한 션트의 영향을 줄이려면 해당 저항을 최소화해야 합니다. 션트 전체의 공칭 전압 강하는 일반적으로 75mV이므로 필요한 값(3.0...3.5V)으로 증폭되어야 합니다. 션트는 전원 회로와 잠재적으로 연결되어 있으므로 전류 센서에는 갈바닉 절연 장치가 포함되어야 합니다. 이러한 장치로는 변압기 및 광전자 장치가 사용됩니다. 션트를 기반으로 한 전류 센서의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2.13.

쌀. 2.13.션트 기반 전류 센서의 블록 다이어그램

현재 전류 센서는 홀 요소,얇은 판이나 필름 형태의 반도체 재료로 만들어진 것입니다(그림 2.14). 추월할 때 전류 I X에 수직으로 위치한 판을 따라 자기장인덕션으로 안에,홀 EMF가 플레이트에서 유도됩니다. 이자형엑스:

재료의 특성과 판의 치수에 따른 계수는 어디에 있습니까?

전압 센서. 안에저항성 전압 분배기는 전기 드라이브의 전압 측정 변환기로 사용됩니다(그림 2.16).

쌀. 2.16.전압 센서의 기능 다이어그램

분배기 출력 전압.

EMF 센서.속도 제어 범위(최대 50)에 대한 요구 사항이 낮기 때문에 EMF 피드백은 전기 드라이브의 주요 피드백으로 사용됩니다.

쌀. 2.17.전기자 EMF 센서의 기능 다이어그램

속도 센서.엔진 로터의 각속도에 비례하는 전기 신호를 얻기 위해 타코제너레이터와 펄스 속도 센서가 사용됩니다. 타코제너레이터는 아날로그 자동 제어 시스템, 펄스 시스템, 디지털 시스템에 사용됩니다.

속도 센서는 드라이브의 정적 및 동적 매개변수를 전체적으로 결정하므로 제어 특성의 선형성, 출력 전압의 안정성 및 리플 수준에 대한 엄격한 요구 사항이 적용됩니다.

영구 자석을 갖춘 DC 타코제너레이터는 전기 드라이브에 널리 보급되었습니다. 역맥동 수준을 줄이기 위해 전기 모터에 타코제너레이터가 내장되어 있습니다.

펄스 속도 센서에서는 펄스 변위 변환기가 기본 측정 변환기로 사용되며, 여기서 펄스 수는 샤프트의 회전 각도에 비례합니다.

위치 센서. 안에현재 유도 및 광전자 변환기는 기계 및 메커니즘의 움직이는 부품의 움직임을 측정하기 위해 전기 드라이브에 사용됩니다.

유도 변압기에는 회전 변압기, 셀신 및 인덕토신이 포함됩니다. Inductosyn은 원형 또는 선형일 수 있습니다.

회전 변압기(VT)회전 각도 α를 이 각도에 비례하는 정현파 전압으로 변환하는 교류 전기 마이크로머신이라고 합니다. 자동 제어 시스템에서 회전 변압기는 특정 위치에서 시스템의 편차를 기록하는 불일치 측정기로 사용됩니다.

회전 변압기에는 고정자와 회전자에 서로 90° 이동된 두 개의 동일한 단상 분산 권선이 있습니다. 회 전자 권선의 전압은 슬립 링과 브러시를 사용하거나 링 변압기를 사용하여 제거됩니다.

사인 모드에서 VT의 작동 원리는 고정자 및 회 전자 권선 축의 각도 위치에 대한 고정자의 맥동 자속에 의해 회 전자 권선에 유도 된 전압의 의존성을 기반으로합니다.

셀신여자와 동기화의 두 가지 권선을 갖춘 교류 전기 마이크로머신입니다. 여자 권선의 위상 수에 따라 단상 및 3상 싱크로가 구별됩니다. 동기화 권선은 항상 3상입니다. 자주포에서는 링 변압기를 사용한 비접촉 싱크로가 널리 사용됩니다.

링 변압기가 있는 비접촉 싱크로나이저의 동기화 권선은 고정자의 슬롯에 위치하며, 여자 권선은 슬롯 또는 싱크로나이저 회 전자의 뚜렷한 극에 있습니다. 링 변압기의 특징은 1차 권선이 고정자에 있고 2차 권선이 회전자에 있다는 것입니다. 권선은 내부 자기 회로에 의해 회전자에 연결되고 외부 자기 회로에 의해 고정자에 연결되는 고정자와 회전자의 링 자기 코어로 구성된 자기 시스템에 배치된 링 형태입니다. 자주포에서는 싱크로가 진폭 및 위상 회전 모드에서 사용됩니다.

진폭 모드에서 synsyn 권선을 켜는 회로도가 그림 1에 나와 있습니다. 2.19. 이 모드에서 싱크로나이저의 입력 좌표는 로터 회전 각도 τ입니다. 위상 권선의 중심선을 기준점으로 사용합니다. ㅏ.

쌀. 2.19.진폭 모드에서 synsyn 권선을 켜는 기능 다이어그램

위상 변이 모드에서 synsyn 권선을 켜는 회로도가 그림 1에 나와 있습니다. 2.20. 이 모드에서 동기화 장치의 입력 좌표는 회전 각도 τ이고 출력 좌표는 출력 EMF의 위상 ψ입니다. 이자형교류 공급 전압과 관련하여 출력됩니다.

쌀. 2.20.위상 회전 모드에서 synsyn 권선을 켜는 기능 다이어그램

18 질문 펄스 위상 제어 시스템. 사이리스터 제어의 원리.

정류기에서는 사이리스터가 제어 스위치로 사용됩니다. 사이리스터를 열려면 두 가지 조건이 충족되어야 합니다.

양극 전위는 음극 전위를 초과해야 합니다.

개방(제어) 펄스는 제어 전극에 적용되어야 합니다.

사이리스터의 양극과 음극 사이에 양의 전압이 나타나는 순간을 사이리스터라고합니다. 자연스럽게 열리는 순간. 개방 각도에 따라 자연 개방 순간에 비해 개방 충격의 공급이 지연될 수 있습니다. 결과적으로 사이리스터 입력 동작을 통한 전류 흐름의 시작이 지연되고 정류기 전압이 조절됩니다.

정류기 사이리스터를 제어하기 위해 다음 기능을 수행하는 펄스 위상 제어 시스템(PPCS)이 사용됩니다.

특정 사이리스터가 열려야 하는 순간을 결정합니다. 이러한 시간은 ACS 출력에서 ​​SIFU 입력으로 전달되는 제어 신호에 의해 설정됩니다.

전송되는 개방 펄스의 형성 나사이리스터의 제어 전극에 적절한 시간에 필요한 진폭, 전력 및 지속 시간을 갖습니다.

자연 개방 지점을 기준으로 개방 펄스의 이동을 얻는 방법에 따라 수평, 수직 및 통합 제어 원리가 구별됩니다.

수평 제어(그림 2.28)를 사용하면 교류 정현파 전압을 제어할 수 있습니다. 유 y는 전압과 관련하여 (수평으로) 위상이 다릅니다. 유 1, 정류기에 공급합니다. 어느 순간에 Ωt=α직사각형 잠금 해제 펄스는 제어 전압으로부터 형성됩니다. 유 GT . 수평 제어는 실제로 전기 구동에 사용되지 않습니다. 이는 각도 제어 α(약 120°) 범위가 제한되어 있기 때문입니다.

수직 제어(그림 2.29)의 경우 제어 전압이 동일할 때 개방 펄스 공급 순간이 결정됩니다. 유 y(일정한 형태)와 가변 기준 전압(수직). 전압이 동일해지는 순간 직사각형 펄스가 형성됩니다. 유 gt.

적분 제어(그림 2.30)를 사용하면 교류 제어 전압이 동일할 때 개방 펄스 공급 순간이 결정됩니다. 그리고 에일정한 기준 전압으로 유 op 전압이 균등해지는 순간 직사각형 펄스가 형성됩니다. 유 gt.

쌀. 2.28.수평 제어 원리

쌀. 2.29.수직 제어 원리

쌀. 2.30.제어 원리 통합

SIFU는 개방각 a를 계산하는 방법에 따라 다중 채널과 단일 채널로 구분됩니다. 다중 채널 SIFU에서 각 정류기 사이리스터의 각도 a는 자체 채널, 단일 채널, 모든 사이리스터에 대한 단일 채널에서 측정됩니다. 산업용 전기 드라이브에서는 수직 제어 원리를 갖춘 다중 채널 SIFU가 주로 사용됩니다.

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