Система импульсно-фазового управления G-08 предназначена для формирования и синхронизации подачи управляющих импульсов на силовые тиристоры. Блок-схема одного канала СИФУ показана на рис. 2.2, а диаграмма ее работы на рис. 2.5. В состав СИФУ входят:
— формирователи ФА, Фв и Фс;
— генератор пилообразного напряжения ГПИ (DA1);
— компаратор (DA2);
— схемы совпадения и формирователи импульсов.
Кратко рассмотрим принцип работы схемы. На вход формирователя ФА (рис. 2.3а) подается вектор синхронизирующего напряжения фазы А, положительная полуволна которого открывает транзистор Т1, и отрицательная полуволна вектора напряжения фазы В, стремящаяся закрыть транзистор. В итоге открытое состояние транзистора Т1 наступит в момент равенства этих двух напряжений. Открытое рабочее состояние транзистора имеет длительность 120" и синхронизировано с силовой фазой А (рис. 2.3б).
Аналогично работают формирователи Фв и Фс, векторы подаваемых на их входы синхронизирующих напряжений приведены на рис. 4а в скобках.
Напряжения формирователей дифференцируются конденсаторами С1—СЗ, и положительные импульсы запускают ждущий генератор пилообразного напряжения. В момент прихода положительного импульса ГПН насыщается, до нижнего отрицательного порогового уровня, и начинается перезаряд конденсатора цепи обратной связи С4 от источника смещения. Этот процесс продолжается до прихода следующего положительного импульса.
На компараторе DA2 происходит суммирование сигналов регулятора скорости, ГПН и напряжения смещения. Время переключения компаратора из отрицательного насыщения в положительное, определяющее момент формирования управляющего импульса, зависит от величины напряжения регулятора скорости Upc и напряжения смещения Uсм.
Выходное напряжение компаратора дифференцируется, и положительные импульсы через диоды Д10, Д11 и Д12 поступают на схемы совпадения, выполненные на транзисторах Т4 и Т5, Т7 и Т8. Т10 и Т11, где логически умножаются с выходными сигналами формирователей. Совпадение положительного дифференцированного импульса с нулевым рабочим уровнем формирователя определяет момент открывания импульсного усилителя (транзисторы Т6, Т9, Т12) и, следовательно, фазу управляющего импульса.
Схема совпадения и усилителя приведена на рис. 2.4.
Второй канал СИФУ работает аналогично.
Начальный угол запаздывания зажигания α0 и, следовательно, величина начального тока в группах преобразователя и якорной цепи выставляются потенциометром. При больших значениях этого тока улучшаются динамические характеристики, но заметно увеличивается вибрация, поэтому следует принять компромиссное решение. Для двигателя с номинальным моментом 17 Нм рекомендуемая величина начального тока ~4 A.
Следует подчеркнуть, что наличие переменного тока, а следовательно и переменного момента, при нулевой cкорости благоприятно сказывается на уменьшении неравномерности вращения при малых скоростях в случае больших значений трения покоя.
Принципиальной особенностью электропривода типа «Мезоматик» является способ изменения направления вращения двигателя при неизменном. задающем напряжении. Как уже указывалось ранее, переключение выводов якоря двигателя приведет к его размагничиванию, а это недопустимо.
Изменение направления вращения осуществляется за счет переключения каналов управления СИФУ, которое выполняется перепайкой перемычек на задней печатной плате. Прямому вращению соответствует распайка 1—2, 3—4, а обратному 1—4, 2—3. Естественно, необходимо также изменить полярность обратной связи по скорости, т. е. переключить выводы тахогенератора.
Рисунок 2.3 – Формирователь(а) и диаграмма работы формирователя (б).
Рисунок 2.4 – Схема совпадения и усилитель.
Рисунок 2.5 – Диаграмма работы СИФУ.
Защита СИФУ от помех
В тиристорных преобразователях СИФУ работает в условиях высокого уровня электромагнитных помех. Особенно важно это учитывать при использовании интегральных микросхем с низкими мощностями входных сигналов.
Для защиты СИФУ от помех проводятся схемные мероприятия, экранирование, а также конструктивные мероприятия.
К схемным мероприятиям относятся выбор структуры СИФУ. Наиболее целесообразной является структура с общим нулём. Все источники питания при этом имеют общую точку (нуль), проходящюю через все блоки СИФУ. Преимущество такой структуры заключается в уменьшении связей через ёмкость между обмотками трансформаторов источников питания.
Кроме фильтров на выходе источников питания целесообразно предусматривать фильтры цепей питания в каждом блоке.
Для снижения помех в проводах СИФУ необходимо соблюдать следующие правила:
1) каждый импульсный контур должен иметь индивидуальные цепи. Использование общего провода для разных контуров не допускается, так как падение напряжения в нём создаёт мешающее влияние контуров;
2) каждый канал СИФУ должен питаться через собственные пары скрученных проводов;
3) питание устройств от общего блока должно осуществляться только по радиальной схеме, а не по кольцевой;
4) необходимо осуществлять электростатическую экранировку трансформаторов путём прокладывания между первичной и вторичной обмотками слоя тонкой фольги, охватывающей без замыкания внутреннюю обмотку. Экран металлически соединяется с общим нулём, который заземляется с корпусом в специально выбранной единственной точке с помощью перемычки.
К конструктивным мероприятиям относится правильная прокладка проводов с соблюдением следующих правил:
1) цепи управления с большим сопротивлением должны быть удалены от силовых проводов;
2) пересечение цепей управления с силовыми должно выполняться под прямым углом и на максимальном расстоянии;
3) силовые провода нужно вести попарно (прямой и обратный), чтобы исключить образование пространственных витков, создающих магнитное поле;
4) на штепсельных разъёмах необходимо обеспечивать наибольшее удаление цепей управления от проводов с мощными сигналами;
5) следует применять отдельные провода для соединения силовых и управляющих цепей с общим источником питания.