ПЗ_испр (1231493), страница 6
Текст из файла (страница 6)
отпирающий импульс
Uупр
u(t)
Рисунок 3.4 – Моделирование процесса работы управляемого выпрямителя при угле открытия тиристоров = 30°
Результаты моделирования, представленные на рисунке 3.4, показывают адекватность работы схемы с реальными условиями работы управляемого выпрямителя при угле открытия тиристоров = 30°.
Таким образом, разработанная модель схемы управляемого выпрямителя в программах Multisim и LabView является адекватной.
4 РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
В данном разделе ВКР выполним разработку принципиальных электрических схем узлов лабораторной установки управляемого трехфазного выпрямителя на электронных компонентах.
4.1 Принципиальная электрическая схема формирователя импульсов управления
Принципиальная электрическая схема формирователя импульсов управления тиристорами трёхфазного управляемого мостового выпрямителя представлена на рисунке 4.1.
Формирователь импульсов собран с применением элементов ТТЛ-логики – микросхемы КМ155ЛА3, представляющей из себя четыре элемента И-НЕ, параметры которой представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Электрические параметры микросхемы КМ155ЛА3
| Параметр | Значение |
| Номинальное напряжение питания | 5 В ± 5 % |
| Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,4 В |
| Выходное напряжение высокого уровня | не менее 2,4 В |
| Напряжение на антизвонном диоде | не менее -1,5 В |
| Входной ток низкого уровня | не более -1,6 мА |
| Входной ток высокого уровня | не более 0,04 мА |
| Входной пробивной ток | не более 1 мА |
| Ток короткого замыкания | -18...-55 мА |
| Ток потребления при низком уровне выходного напряжения | не более 22 мА |
| Ток потребления при высоком уровне выходного напряжения | не более 8 мА |
| Потребляемая статическая мощность на один логический элемент | не более 19,7 мВт |
| Время задержки распространения при включении | не более 15 нс |
| Время задержки распространения при выключении | не более 22 нс |
На операционном усилителе DA1 – К140УД1408Б собран компаратор, на прямой вход которого подается импульсы от генератора пилообразного напряжения (ГПН), а на инверсный вход – напряжение от задатчика управления напряжением (контакт «М»). ГПН собран на транзисторе VT2 – КТ315Б, такт ГПН задается синусоидой питающего напряжения и соответственно тактовая частота равна 50 Гц.
Параметры операционного усилителя К140УД1408Б, снятые при температуре 25 С ± 10 С, представлены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Электрические параметры операционного усилителя К140УД1408Б
| Наименование параметра, единица | Норма | Режим | |||
| КР(КФ) 140УД1408А | КР(КФ)140УД1408Б | ||||
| не менее | не более | не менее | не более | ||
| Максимальное выходное напряжение, В | ± 13 | - | ± 13 | - | Uсс= ±15 В |
| ± 3 | ± 3 | Uсс= ±5 В | |||
| Напряжение смещения нуля, мВ | - | ± 2 | - | ±7,5 | Ucc= ±15 В |
| Входной ток, нА | - | 2 | - | 7 | Uсс= ±15 В |
| Разность входных токов, нА | - | 0,2 | - | 1,0 | Uсс= ±15 В |
| Ток потребления, мА | - | ± 0,6 | - | ± 0,8 | Ucc= ±15 В |
| Коэффициент усиления напряжения | 50000 | - | 25000 | - | Uсс= ±15 В |
| 20000 | 10000 | Ucc= ±5 В | |||
Сигнал с выход компаратора подается на усилительный каскад, собранный на транзисторе VT1 – КТ315Б, который согласует высокое выходное сопротивление компаратора с низким входным сопротивлением инвертора, собранного на элементе И-НЕ DD1.1.
|
| Рисунок 4.1 – Принципиальная электрическая схема формирователя импульсов управления тиристорами трёхфазного управляемого мостового выпрямителя |
Далее на элементах DD1.2–DD1.4 собран одновибратор, формирующий импульс малой длительности, не зависимо от длительности управляющего импульса с коллектора транзистора VT1. Управляющий импульс малой длительности с логического элемента DD1.4 поступает на усилитель постоянного тока собранный на составном транзисторе – VT3–VT4, реализованный соответственно на транзисторах КТ315Б и КТ819А. Нагрузкой составного транзистора является импульсный трансформатор МИТ-4, выходная обмотка которого подключена к управляемому тиристору.
Диаграммы работы формирователя импульсов управления тиристорами трёхфазного управляемого мостового выпрямителя представлены на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – Диаграммы работы формирователя импульсов управления тиристорами трёхфазного управляемого мостового выпрямителя
Основные технические характеристики диода КД509А, применяемого в узле формирования управляющего импульса малой длительности:
- Uoбp max – максимальное постоянное обратное напряжение: 50 В;
- Iпp max – максимальный прямой ток: 100 мА;
- Uпp – постоянное прямое напряжение: не более 1,1 В при Iпp=0,1 А;
- Iобр – постоянный обратный ток: не более 5 мкА при Uoбp 50 В;
- tвoc обр – время обратного восстановления: 0,004 мкс;
- Сд – общая емкость: 4 пФ.
Основные электрические параметры транзисторов КТ315Б и КТ819А, соответственно представлены в таблице 4.3 и таблице 4.4, а их предельно допустимые параметры соответственно представлены в таблице 4.5 и таблице 4.6.
Таблица 4.3 – Основные электрические параметры KT315 при Токр.среды=25 °С
| Параметры | Обозначение | Ед. изм. | Режимы | Min | Мах |
| Обратный ток коллектора | IКБО | нА | UКБ=10 В, IЭ=0 | - | 0,5–0,6 |
| Обратный ток эмиттера | IЭБО | мкА | UЭБ=6 В | - | 3,0–50 |
| Статический коэффициент | h21e | - | UКБ=10 В, IЭ=1 мА | 20 | 350 |
| Напряжение насыщения | UКЭ (НАС) | В | IK=20 мА, IБ=2,0 мА | - | 0,4–0,9 |
| Напряжение насыщения | UБЭ (НАС) | В | IK=20 мА, IБ=2,0 мА | - | 0,9–1,35 |
| Емкость коллекторного перехода | Ск | пФ | UКБ=10 В, f=5 МГц | - | 7,0 |
| Граничная частота коэффициента | FГР | МГц | UКЭ=10 В, IЭ=5 мА | 250 | - |
| Постоянная времени цепи | К | пс | UКБ=10 В, IЭ=5 мА, f=5 МГц | - | 300–1000 |
Таблица 4.4 – Основные электрические параметры КТ819 при Токр.среды=25 °С
| Параметры | Обозначение | Ед. | Режимы | Min | Мах |
| Обратный ток коллектора | Iкбо | мА | Uкб=40 B | - | 1 |
| Статический коэффициент передачи тока | h21э | Uкб=5 В, Iэ=5 А | 15 | - | |
| Граничное напряжение | Uкэо гр | В | Iэ=0,3 А, tи=270–330 мкс | 25 | - |
| Напряжение насыщения коллектор-эмиттер | Uкэ нас | В | Iк=5А, Iб=0,5А | - | 2 |
Таблица 4.5 – Значения предельно допустимых электрических режимов эксплуатации КТ315
| Параметры | Обозначение | Ед. изм. | Значение |
| Напряжение коллектор-база | UКБ МАХ | В | 20–40 |
| Напряжение коллектор-эмиттер | UКЭR MAX | В | 20–60 |
| Напряжение эмиттер-база | UЭБ MAX | В | 6 |
| Постоянный ток коллектора | IК MAX | мА | 100 |
| Рассеиваемая мощность коллектора | РК MAX | мВт | 150 |
| Температура перехода | TJ | °С | 120 |
Таблица 4.6 – Значения предельно допустимых электрических режимов эксплуатации КТ819
| Параметры | Обознач. | Ед. изм. | Значение |
| Постоянное напряжение коллектор-эмиттер при Rэб1 кОм | Uкэ max | В | 40 |
| Напряжение эмиттер-база | Uэб max | В | 5 |
| Постоянный ток коллектора | Iк max | А | 10 |
| Импульсный ток коллектора tи10 мс, Q100 | Iки max | А | 15 |
| Максимально допустимый постоянный ток базы | Iб max | А | 3 |
| Импульсный ток базы tи10 мс, Q100 | Iби max | А | 5 |
| Рассеиваемая мощность при Ткорп. 25 °С | Рк мах | Вт | 60 |
Фотография плат формирователей импульсов управления тиристорами с импульсными трансформаторами показана на рисунке 4.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
