1 Магнитные свойства материалов



страница7/8
Дата09.08.2018
Размер0.81 Mb.
#43495
ТипЛекция
1   2   3   4   5   6   7   8

VT


Rн

wн.

wk.

+

еб.


-

Rk

Rб

С

-Er



tn

T

VD



Тр

t

б)



а)
Рисунок 1
Он является однокаскадным генератором, в котором сильная положительная обратная связь обеспечивается с помощью трансформатора. Последнее означает , что при увеличении коллекторного тока ik в базовой обмотке wб индуцируется ЭДС с такой полярностью, которая приводит к дальнейшему увеличению тока ik . при уменьшении тока ik в базовой обмотке wб возникает ЭДС обратной полярности, что ведет к дальнейшему уменьшению тока ik.

За счет сильной обратной связи нарастание и уменьшение тока в цепях транзистора происходит лавинообразно, так, что и импульсы на выходе схемы имеют крутые фронты (рис.1б).

Выходное напряжение снимается с нагрузочной обмотки wн трансформатора или через разделительный конденсатор с коллектора транзистора.

ЭДС обмоток пропорционально скорости изменения потока:



.

Для того чтобы обеспечить линейное нарастание фронта импульса (т.е. нарастание ЭДС с постоянной скоростью), поток Ф должен изменяться пропорционально квадрату времени , т.е. нарастать с возрастающей скоростью.

Ток в питающей обмотке оказывает намагничивающее действие, а токи в других обмотках – размагничивание

.

Разделив обе части этого равенства на получим:



,где - коэффициент трансформации.

БГ- могут работать в различных режимах :



-автоколебательном;

-ждущем;

-в режиме синхронизации и деления частоты.
БГ в ждущем режиме

C

Rб



wб

wн

R1

Rk

R2

C1

Cp

Er

Uвых.
В исходном состоянии БГ- заперт (рис.2). С приходом запускного импульса, он формирует один импульс и снова запираеться до прихода следующего импульса. Этой цели служет делитель R1-R2. Конденсатор С1 исключает отрицательную обратную связь, которая моглабы быть за щет резистора R2.
Рисунок 2

БГ- в режиме синхронизации и деления частоты

В автоколебательном режиме БГ свойственна относительно низкая стабильность частоты. В целях ее повышения БГ синхронизируют импульсами с большой стабильностью периода.

При работе БГ в режиме синхронизации базовую цепь трансформатора через конденсатор С1 подают входящие импульсы напряжения отрицательной полярности (рис.3).

t

t



t

Uвх.

Uвых.

Uбэ.

0

0

0



Твх

Рисунок 3


Синхронизирующие импульсы осуществляют отпирание трансформатора раньше момента естественного спадания до «0» напряжения на его базе, в результате чего частота импульсов БГ равна частоте следования импульсов синхронизации.

Если период собственных колебаний много больше периода повторения синхронизирующих импульсов : T>Tвх. то БГ работает в режиме деления частоты (рис.4), при котором Tвых=n Tвх .

t

t

t



Tвых

Uвых

Uвх

Рисунок 4




Двухтактный БГ (мультивибратор Ройера)

БГ с насыщающимся трансформатором находят наибольшее применение в двухтактном режиме работы. Двухтактный БГ является автогенератором переменного напряжения прямоугольной формы. Его трансформатор (рис.5) выполняется из материала, обладающего прямоугольной петлей намагничивания, и служит общим элементом двух однотактных схем. К материалам с близкой у прямоугольной петлей намагничивания относятся пермаллои, электротехническая сталь и некоторые марки ферритов.

R

Rн



VT1

VT2


-E

wн

wб1

wб2

wr1

wr2

(-)

(+)


(-)

(-)


(-)

(+)


(+)

(+)


+

+

-

-

Рисунок 5



Двухтактный БГ работает в режиме поочередного отпирания двух транзисторов. Открытое состояние одного транзистора и закрытое состояние другого задается цепями обратной связи, создаваемыми с помощью базовых обмоток трансформатора wб1, wб2. Переключение транзисторов происходит когда индукция в сердечнике трансформатора достигает индукции насыщения +Bs или –Bs. (рис 6).

Расчет частоты в герцах выходного напряжения генератора производят по формуле:

Двухтактные БГ находят применение для преобразования энергии источников постоянного тока в переменный ток или в постоянный ток другого напряжения для питания нагрузки небольшой мощности (десятки и сотни ватт).


t

t



t

t

t



0

0

0



0

0

Ik1



Ik2

Ukе


+Вs

-Вs


tu2

tu1

2Ek


Ek/nн

Рисунок 6



,где - длительность импульса.

Феррит-диодные ячейки

На обмотку W2' сердечника І (рис.1) периодически подаются импульсы тока, которые переводят сердечник в состояние, соответствующее Br, осуществляют запись нуля («0»). Входные импульсы, поступающие на обмотку W1', создают такую напряженность поля, что переводят этот сердечник в состояние «1». Приходящий вслед за этим импульс на обмотку W2' переключает сердечник І в состояние «0» и т.д.

При каждом переключении тороида в выходной обмотке W3' создается импульс э.д.с. При переходе сердечника из состояния «0» в состояние «1» эта э.д.с. имеет такую полярность, что диод D1 не пропускает импульс тока через цепь связи на вход тороида ІІ. Наоборот, при переходе сердечника І из состояния «1» в состояние «0» диод D1 отпирается и импульс тока поступает на обмотку W1'', записывается 1 в сердечник ІІ, если перед этим он находился в состоянии «0». Аналогичным образом осуществляется продвижение 1 от сердечника ІІ к сердечнику ІІІ.

Рисунок 1 – Сдвигающий регистр


Таким образом, информация, соответствующая 1 и записанная входным импульсом в сердечник І, перезаписывается в сердечник ІІ, т.е. происходит сдвиг информации. Поэтому схему рис.1 называют сдвигающим регистром, а импульсы в обмотках W2сдвигающими импульсами.

Когда сердечник ІІ переключается в состояние «1», нарастающий магнитный поток наводит в обмотке W1'' э.д.с., которая препятствует прохождению импульса через диод D1 и обмотку (полярность э.д.с. указана на рис.1). При переходе сердечника ІІ в состояние «0», в обмотке W1'' индуцируется э.д.с. противоположной полярности, для которой диод D1 оказывается открытым, поэтому в сердечник ІІ подается 1. Для того, чтобы исключить обратный поток информации, в цепь связи включается диод D2, который вместе с резистором R шунтирует обмотку W1'', обеспечивая передачу информации только в одном направлении.

Если на обмотку W1' входные импульсы не поступают, то магнитное состояние сердечника изменяется только под действием тактовых импульсов, с приходом которых индукция изменяется с -Br до -Bm и обратно после окончания каждого импульса. Магнитный поток при поступлении тактового импульса имеет такой же знак, как и при перемагничивании сердечника из 1 в 0, но меньшую величину.

Поэтому в обмотке W3' индуцируется э.д.с., за счет которой через диод D1 на второй сердечник поступает импульс (помеха). Величина его недостаточна для переключения сердечника в состояние «1», но он изменяет индукцию от -Br до некоторого значения а (рис.2).




Рисунок 2 – Петля гистерезиса ферритового сердечника
После окончания действия помехи, магнитная индукция в сердечнике ІІ уменьшается до кривой аб и принимает значение Bб (точка б). Под влиянием тактового импульса, действующего в обмотке W2'' индукция в сердечнике ІІ изменяется от Bб до -Br, то есть больше, чем в сердечнике І, и в обмотке W3'' индуцируется помеха, которая больше, чем в обмотке W3'. Таким образом, по мере продвижения помехи вдоль регистра, происходит нарастание ее э.д.с. В результате один из сердечников окажется перемагниченным, т.е. в него будет записана 1, несмотря на то, что на вход первого сердечника она не поступила. Эта 1, являющаяся результатом суммирования помех, будет продвигаться тактовыми импульсами дальше по регистру.

Во избежание появления на выходе регистра ложной информации, гистерезисная петля материала тороида должна быть достаточно прямоугольной. В этом случае разница между -Br и -Bm будет мала и э.д.с. помехи не сможет перемагнитить сердечник.

На практике применяются регистры, в которых помеха, индуктируемая в обмотке тороида, компенсируется помехой, индуктируемой во встречно включенной обмотке дополнительного тора.
Феррит-транзисторные ячейки

Одним из недостатков феррит-диодных ячеек является необходимость иметь мощный источник тактовых импульсов, энергия которого обеспечивает перемагничивание торов. Для уменьшения мощности источника импульсов в цепь связи, между торами, включают транзисторы.

В этом случае энергия на перемагничивание сердечника берется в основном от источника питания транзистора и мощность источника тактовых импульсов может быть существенно снижена (рис.3).

Рисунок 3 – Феррит-транзисторная ячейка


Тактовые импульсы, поступающие в обмотки W2, устанавливают сердечники в состояние «0». Если входной импульс, действующий на обмотку W1', записывает в первом торе 1, то тактовый импульс переключает его в положение «0», и в обмотке W3' индуцируется э.д.с. Полярность этой э.д.с. такова, что эмиттерный переход транзистора VT1 отпирается, и по коллекторной цепи проходит ток, ограничиваемый резистором Rk'. Протекая через обмотку W1' второго сердечника, ток переключает его в состояние соответствующее «1». Э.д.с., наводимая при этом в обмотке W3', имеет такую полярность, что запирает эмиттерный переход транзистора VT2.

Только тактовый импульс, поступающий на обмотку W2'' и переключающий второй сердечник в состояние «0», вызывает появление в обмотке W3'' э.д.с., такого направления, что транзистор VT2 отпирается и 1 записывается в следующий сердечник.

Схема, изображенная на рис.4 отличается от описанной тем, что в цепь коллектора каждого триода включена обмотка обратной связи W4. Следующий, после записывающего 1 в первый тор, небольшой тактовый импульс не в состоянии полностью перемагнитить сердечник. При этом в обмотке W3' возникает э.д.с., приоткрывающая транзистор VT1. Коллекторный ток транзистора, переходя по обмотке W4, действует так же, как и тактовый импульс, э.д.с. в обмотке W3' возрастает, это вызывает рост коллекторного тока и т.д. За счет сильной положительной обратной связи, процесс нарастания тока и изменения индукции в сердечнике происходит лавинообразно, и сердечник переключается в состояние «0», а 1 записывается во втором сердечнике.

Благодаря наличию положительной обратной связи схема, приведенная на рис.4, потребляет меньшую мощность от источника тактовых импульсов, чем схема, изображенная на рис.3.



Рисунок 4 – Феррит-транзисторные ячейки с положительной обратной связью


Феррит-транзисторные схемы позволяют снизить требования к коэффициенту прямоугольности петли гистерезиса, но они уступают феррит-диодным по быстродействию.
Применение ферритовых ячеек

Все, рассмотренные выше, ячейки выполняю одинаковые функции и являются переключающими элементами. На рис.5 изображена схема циркуляционной линии. Отличается она от схемы рис.1 тем, что выход регистра связан с его входом.



Рисунок 5 – Схема циркуляционной линии
Если в первый сердечник записать 1, то тактовыми импульсами, поступающими в обмотки W2, она будет последовательно перезаписываться в сердечники II, III, IV и т.д. Сердечник, освобожденный от хранения единицы, переключится в состояние «0» и в его выходной обмотке W4 будет индуктироваться э.д.с. определенной полярности. После того как единица запишется в последний сердечник, тактовый импульс вернет его в состояние «0» и через цепь связи на обмотку W1' поступит импульс тока, переключающий первый сердечник в состояние «1».

Таким образом, единица, записанная однажды в первый сердечник, непрерывно циркулирует по линии. При этом в обмотках W4 последовательно индуцируются импульсы, которые могут использоваться для переключения каналов многоканального устройства, т.е. циркуляционная линия может выполнять функции кольцевого коммутатора.

На рис.6 изображена схема триггера на феррит-транзисторной ячейке. По принципу действия он аналогичен схеме рис.4 и, также как и транзисторный триггер, может находиться в одном из двух устойчивых состояний. Из одного устойчивого состояния этот триггер выводится тактовым импульсом, а из другого – входным импульсом в обмотке W1. Выходные импульсы снимают с резистора Rk.

Рисунок 6 – Схема триггера на феррит-транзисторной ячейке


Состояние, в котором находиться триггер (магнитный сердечник), можно определить только по полярности э.д.с., наводимой в обмотке изменяющимся потоком, т.е. при переключении.

Феррит-транзисторные ячейки могут использоваться как линии задержки, на выходе которой единица, записанная в первый сердечник, появиться спустя некоторое время, пропорционально числу сердечников и периоду тактовых импульсов. На таких ячейках выполняются делители частоты, счетчики числа импульсов и т.д. На магнитных сердечниках собираются логические схемы. Способность сердечника неограниченно долго хранить информацию и сообщать ее при поступлении тактового (считывающего) импульса позволяет выполнять на них запоминающие устройства – «память» ЭВМ.



Лекция 13

Направление вращения якоря двигателя постоянного тока

Для изменения направления вращения якоря нужно изменить направление тока в обмотке возбуждения или в обмотке якоря. При этом вращающийся момент начинает действовать в противоположную сторону, в результате чего якорь изменит направление вращения.

r1

Rg

Rb



Ш2

Ш1

С1



С2

Д2

Д1



я1

ОВ.


+

-

я2



Перемена местами обоих проводов питающей сети не сказываться на изменении направления вращения якоря, так как вращающий момент будет действовать в прежнем направлении.

+

-

Л



Я1

С2

Д2

Ш1

С1

Ш2

Рисунок 1

Для смешанного возбуждения

Проверка правильности маркировки зажимов двигателя может быть выполнена контрольной лампой, которая включается последовательно с испытываемой цепью машины на напряжение постоянного тока.

Добавочные полосы в двигателе обеспечивают не только хорошую коммутацию без искрообразования на коллекторе, но и устраняют смещение физической нейтрале при изменении нагрузки на валу.

Частота вращения якоря двигателя параллельного возбуждения при наличии Rдоб



,

где Ф – величина магнитного потока одного главного полюса.

0

Uo

И



Iян

Rg=0



Rg`>Rg

Rg``>Rg`
Скоростные характеристики (n=f(Iя)) имеют вид (рисунок 2) - частота вращения магнитного поля Рисунок 2 Регулирование частоты вращения якоря осуществимо введением дополнительного резистора Rдоб в цепь якоря, однако при продолжительном режиме работы, оно не экономично из-за больших потерь в этом же резисторе. Лучше регулировать частоту вращения якоря изменением величины напряжения U на его зажимах, или изменением величины магнитного потока машины (рис.3).

n

Umin


0



Мощность Р1 потребляется двигателем из сети. Р1=U(Iв+Iя)

; -к.п.д.

Рисунок 3

Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением

В таких двигателях в следствии отдельного питания обмоток якоря и возбуждения, получается возможность экономичного и широкого регулирования частоты вращения изменением напряжения на зажимах якоря без реостатного пуска, а также изменением тока в обмотке возбуждения.

n(м)

n

M


Рисунок 3

Электродвигатели с последовательным и со смешанным

возбуждением

Применяются для запуска автомобиля (стартер), в некоторых крановых устройствах и на электрическом транспорте.

Во всех этих установках допустимо значительное изменение частоты вращения с изменением момента на валу (рисунок 4).

100%

Pz



M

n

M



; при U=const

При малых токах I (25-50%)Iн, Ф пропорционален току I.



, т.е. момент пропорционален квадрату тока.


Рисунок 4
При больших нагрузках на валу, ток I близок к номинальному Iн.

Каталог: images -> PDF documents -> Electronni sistemu
images -> Н. И. Сулейманов Комплект контрольно-оценочных средств для оценки результатов освоения профессионального модуля разработан на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального
images -> По направлению подготовки
images -> Добавить гаджеты. Добавление гаджетов
images -> Техническое задание № apnip/C. 2/CS/Ind/01 Международный консультант по улучшенной производительности орошаемого земледелия
images -> Комплект контрольно-оценочных средств по профессиональному модулю пм. 01 Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта
Electronni sistemu -> Учебное пособие предназначено для изучения студентами неэлектротехнических специальностей вузов раздела «Основы электроники»


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница