ПЗ (1230312), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Это ограничение реализуется путемвключения логического элемента не последовательно с регулятором тока(рисунок 2.7), а в обратную связь по отношению к регулятору тока (рисунок2.10). Действительно, сигналыP4 и P4 с выхода логического элемента по-ступают на входы регулятора постоянной скорости, а эти сигналы, в своюочередь, зависят от выходного кода счетчика D2 регулятора постоянной скорости (рисунок 2.10). Работа логического элемента (рисунок 2.11) основанана принципе сложения прямого и дополнительного кодов уменьшаемого ивычитаемого чисел соответственно, который был рассмотрен выше при описании элемента сравнения.

На выходеP4 логического элемента единичныйсигнал формируется при выполнении условия– при выполнении условиясигналовделовK   K  max , на выходе P4K   K  min . При нулевом значении одного изP4 или P4 , что соответствует достижению K  одного из пре-K  max или K  min , соответствующий элемент D1 регулятора посто-янной скорости блокирует прохождение импульсов f T на вход счетчика D2,вследствие чего кодK огр перестает изменяться [10].ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист44«1»D1P0SMA1B1S2A2К μmaxB2S3A3B3S4A4P4ʹP4B4D31S11от РПСКμ11«1»D2P0A1B1A2К μminB2A3B3A4B4SMS1S2S3S4P41P4 ʺРисунок 2.11 – Принципиальная схема логического элементаТаким образом, выходной код регулятора переменной скорости привключенном в его цепь обратной связи логический элемент может изменяться в пределахK  min  K огр  K  max и подается непосредственно на вхо-ды узла фазового управления УФУ.Для работы узла фазового управления необходим код K U , изменяющийся в течение каждого полупериода U КС от максимального значения доДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист45минимального.

Для получения этого кода используется генератор изменяющегося кода ГИК, принципиальная схема которого представлена на рисунке 2.12.«1»D1D1CT21D2D32КUD4D241CUCR0от УСС8+1fтʹ1Рисунок 2.12 – Принципиальная схема генератора изменяющегося кодаВ моменты перехода через ноль U КС короткий импульс U С осуществляет запись по входам D1, D2, D3, D4 во все разряды реверсивного счетчикаD1 единичных сигналов. Этот код линейно уменьшается в течение всего полупериода U КС за счет поступления тактовых импульсов f T на вычитающий вход реверсивного счетчика.Принципиальные схемы узла фазового управления и узла распределенияимпульсов представлены на рисунках 2.13 и 2.14 соответственно.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист46D1«1»P0SMот ГИКS1A1КUB1S2D2A21B2S31A3К μогрB31S4A41P4B4D3.1D3.2D3.3D3.4&&&&RUcαcРисунок 2.13 – Принципиальная схема узла фазового управленияD1.2&Uα1,3от УССUcʹD1.1&D1.3&от УФУUα2,4UcαРисунок 2.14 –Принципиальная схема узла распределения импульсовПринцип работы узла фазового управления основан на формированииодного короткого управляющего импульса в каждый полупериод U КС ,сдвинутого на угол  относительно начала полупериода, за счет сравненияДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист47управляющего кодаK огр и линейно уменьшающегося кода K U .

Сравне-ние кодов осуществляется с помощью суммирования сумматором D1 прямого кода K U и дополнительного кодачитания K U –K огр , что равносильно операции вы-K огр . Формирование управляющего импульса осуществля-ется в момент времени, когда K U становится меньшевремени единичный сигнал на выходеK огр . В этот моментP 4 сумматора D1 сменяется нулевыми цепочка из элементов D3 формирует короткий импульс U C , длительность которого определяется параметрами RC.

Величина угла задержки может лежать в пределах от 0 до 180 относительно момента времени перехода через ноль U КС в зависимости от значения кодаK огр : чем большекод, тем меньше  и наоборот [10].Для распределения импульсов U C по плечам тиристорного преобразователя, являющегося исполнительным элементом, служит узел распределения импульсов. В положительную полуволну U КС импульс проходит в инвертированном состоянии на выход U 1,3 и поступает на первое и третьеплечи тиристорного преобразователя, в отрицательную полуволну – на выход U  2,4 и на второе и четвертое плечи преобразователя.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист483ПОСТРОЕНИЕСИСТЕМЫАВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ДВИГАТЕЛЯСогласно функциональной схеме для контура стабилизации тока якорятягового двигателя (рисунок 2.7) была создана модель этой схемы в пакетеNI Multisim (рисунок 3.1), в которой расположены:– источник питания (контактная сеть);– задающий элемент (задатчик тока);– элемент сравнения;– исполнительный элемент (тиристорный преобразователь);– объект регулирования (якорная цепь двигателя);– чувствительный элемент;– управляющий элемент.Управляющий элемент включает в себя ряд более простых элементов:– регулятор тока;– узел фазового управления;– генератор изменяющегося кода;– узел синхронизации с сетью;– узел распределения импульсов.Так же на схеме размещены иерархические разъемы входа и выхода длязадания тока и съема показаний и характеристик.Далее более подробно будут рассмотрены принципиальные схемы элементов, составляющих функциональную схему управляющего элемента дляконтура стабилизации тока якоря тягового двигателя.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист49ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист50Рисунок 3.1 – Функциональная схема для контура стабилизации тока якоря3.1 Задающий элементВ качестве задающего элемента может использоваться контроллер машиниста или потенциометр, которые подают сигнал определенного значениятока на вход «I_in» задатчика тока (рисунок 3.2).Рисунок 3.2 – Принципиальная схема задатчика токаЗадатчик тока состоит из источника напряжения, управляемого напряжением, восьмибитного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и его элемента питания постоянного тока с напряжением 50 вольт.Преобразованный цифровой сигнал передается на элемент сравнения(ЭС) через выходы 1, 2, 4, 8.3.2 Элемент сравненияЭлемент сравнения выполняет функцию вычисления рассогласованиямежду заданным значением тока якоря, поступающим от задающего элемента, и текущим значением тока якоря, поступающим с выхода чувствительного элемента.Элемент сравнения состоит из четырехбитного сумматора 7483N и логи-ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист51ческих элементов «НЕ» 7404N (рисунок 3.3).Рисунок 3.3 – Принципиальная схема элемента сравнения3.3 Регулятор токаРегулятор тока формирует управляющее воздействие в соответствии сзаданным законом.

Регулятор (рисунок 3.4) выполнен на элементах «И-НЕ»7410N, элементах «НЕ» 7404N и NC7S04, четырехбитных сумматорах7483N и микросхемы 74193N – синхронный программируемый четырехразрядный двоичный счетчик с отдельными входами тактовых импульсов длясчета в прямом и обратном направлениях. Для контроля выходного значениячетырехразрядного двоичного счетчика используется цифро-аналоговыйпреобразователь (ЦАП) U18 с выходом OSC-RT.На вход ki поступает сигнал от элемента сравнения, а на вход ft поступает сигнал тактовых импульсов от узла синхронизации с сетью (УСС).ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист52Рисунок 3.4 – Принципиальная схема регулятора токаДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист53Выходы УФУ1–УФУ4 подключены к узлу фазового управления (УФУ).3.4 Узел синхронизации с сетьюУзлом синхронизации с сетью осуществляется синхронизация изменяющегося кода K U и управляющих импульсов U C с напряжением контактной сети U КС посредством коротких импульсов синхронизации U С , частотаследования которых соответствует удвоенной частоте напряжения контактной сети.Состоит из генератора V1 тактовых импульсов с частотой 1,6 кГц, генератора V3 тактовых импульсов с частотой 100 Гц, и компаратора U28.

Вслучае, когда напряжение на прямом входе больше, чем на обратном, на выходе компаратора формируется сигнал логической единицы, поступающийна узел распределения импульсов (УРИ).Принципиальная схема узла синхронизации с сетью выполнена на рисунке 3.5.Рисунок 3.5 – Принципиальная схема узла синхронизации с сетью3.5 Узел фазового управленияВ узел фазового управления (рисунок 3.6) включены элементы «И-НЕ»7400N, четырехбитный компаратор 74HC85AN, резистор R1 и конденсаторC1, служащие для формирования управляющих импульсов тиристорногоДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист54выпрямителя с заданной длительностью, которые подаются на выход УРИ.На входы ГИК1–ГИК4, РТ1–РТ4 поступают сигналы от генератора изменяющегося кода (ГИК) и регулятора тока (РТ) соответственно.

ВыходOSC-PULSE служит для снятия показания импульсов, передающихся наузел распределения импульсов (УРИ).Принципиальная схема узла фазового управления показана на рисунке 3.6.Рисунок 3.6 – Принципиальная схема узла фазового управления3.6 Генератор изменяющегося кодаГенератор изменяющегося кода используется для получения кода K U ,необходимого для работы узла фазового управления (УФУ). В моменты перехода через ноль напряжения контактной сети U КС короткий импульс U Сосуществляет через логический элемент «НЕ» 7404N запись единичныхДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист55сигналов по входам A, B, C, D во все разряды синхронного программируемого четырехразрядного двоичного счетчика с отдельными входами тактовыхимпульсов 74193N.Для контроля выходного значения четырехразрядного двоичного счетчика используется цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) U15 с выходомOSC-GIK.Принципиальная схема генератора изменяющегося кода представлена нарисунке 3.7.Рисунок 3.7 – Принципиальная схема генератора изменяющегося кода3.7 Исполнительный элементИсполнительным элементом служит узел распределения импульсов, состоящий из логических элементов «И» 7408N и логического элемента «И–НЕ» 7400N.

Характеристики

Список файлов ВКР