CC BY
96
Касьянов Александр Олегович - Технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге; e-mail: [email protected]; 347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44; тел.: 88634388844; кафедра антенн и радиопередающих устройств; профессор.
Суматохин Константин Витальевич - e-mail: [email protected]; тел.: +79198711194; кафедра антенн и радиопередающих устройств; аспирант.
Kasyanov Alexandr Olegovich - Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomy Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”; e-mail: [email protected]; 44, Nekrasovsky, Taganrog, 347928, Russia; phone: 88634388844; the department of antennas and radio transmitters; professor.
Sumatokhin Constantin Vital’evich - e-mail: [email protected]; phone: +79198711194; the department of antennas and radio transmitters; postgraduate student.
УДК 62-799
A.M. , . . , . .
СХЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОВРЕМЕННОГО ОТКРЫВАНИЯ ДВУХ ИЛИ БОЛЕЕ СИМИСТРОВ
Рассматривается один из вариантов решения вопроса предотвращения одновременного включения двух или более симистров, где в качестве датчика напряжения используется сам симистор, а в качестве оптического трансформатора напряжения применяет.
Разработана схема защиты от одновременного открывания двух или более симист-ров, имеющая определенные преимущества, заключающиеся в том, что уменьшается вероятность возникновения аварийной ситуации, а управляющий сигнал снимается только по. , симисторов используется силовой быстродействующий электронный ключ, который выключает всю схему.
Симистор; электронный ключ; быстродействующий; аварийной ситуации; электри-.
A.M. Pashayev, R.N. Nabiyev, Q.I. Qarayev
THE SCHEME OF PROTECTION AGAINST SIMULTANEOUS OPENING OF TWO OR MORE TRIACS
In given article one of variants of the solution of a question of prevention of simultaneous insert of two or more triacs where as the voltage data unit it is used itself triac is considered, and as the optical transformer of a voltage the optron is applied.
The circuit design of protection against simultaneous opening of two or more triacs, having the certain advantages, consisting that the probability of occurrence of an emergency decreases is developed, and the control signal take off only after failure. Application of the developed circuit design most effectively when in the plan except triacs the power high-speed electronic key which ungears all circuit design is used.
Triac, an electronic key; high-speed; an emergency; a circuitry.
В электронных стабилизаторах, работающих по принципу ступенчатого регулирования для подключения в сеть соответствующую обмотку автотрансфор-, . симистора необходимо однозначно убедиться, что все симисторы закрыты.
Переключение отводов автотрансформатора должно производиться в моменты прохождения тока через ноль, когда открытый перед этим тиристор гарантированно закрылся. Только в этом случае переключение произойдёт безболезненно. В противном случае может получиться ситуация, когда одновременно окажутся подключенными два вывода автотрансформатора, что приведёт к короткому замыканию и к перегрузке или повреждению открытых тиристоров [1]. Есть способы определения включенного (ON) или выключенного (OFF) состояния симистора по току нагрузки, который течет через него [2]. Известные схемы, ON OFF
тока, имеют недостатки. Например, в результате использования схемы с датчика тока, который подключается последовательно с симистором (юш, встречно),
[1]. В другой схеме, когда сигнал снимается с управляющего электрода ^Э) при отсутствии управляющего напряжения приходится усиливать полезный сигнал, который находится на уровне шумов [3]. В результате, с усложнением схемы, дополнительно появляется зависимость управляющего сигнала от температуры.
ON
OFF -
тить одновременное включение двух или более симистров. В [4] дана схема датчика
,
.
решения этого вопроса, где в качестве датчика напряжения используется сам сими, , который одновременно решает два вопроса:
♦ с помощью оптрона с симистора снимается напряжение, определяющее его состояние;
♦
.
Можно определить одновременное включение двух или более симистров, пользуясь резким изменением значений тока или напряжения в случае короткого ( ) .
более симистров описана в [2]. Когда два или более симисторов включаются одновременно, в обмотках автотрансформатора, куда они подключены, произойдет . , изменяется при КЗ. В линии соединений, с выводами автотрансформатора N симисторов, включаются N - 1 токовые датчики (ТД), в качестве которых применяются токовые трансформаторы. В зависимости от числа КЗ обмоток, в сигнальных обмотках одной или более ТД создается напряжение. Это напряжение логически
( ).
Порог срабатывания СС можно регулировать при помощи делителя. Чтобы за счет большого пускового тока при включении мощных нагрузок СС не сработала, в схеме предусмотрена искуственная задержка.
ТД состоит из одной обмотки, намотанной на ферритовое кольцо. Таких трансформаторов в готовом виде нет в продаже, а изготовление их требует много времени. Поэтому, было решено отказаться от токовых трансформаторов и вместо них применить оптроны, в качестве оптического трансформатора напряжения.
В открытом состоянии падение напряжения на симисторе становится меньше 2 . , , основных электродах может иметь любое значение в диапазоне ~ 0^300 V (это имеет место в индуктивных или емкостных нагрузках, где ток и напряжение ).
,
~ 0^2V, а это соответствует логическому нулю (“0”) и при закрытом состоянии на симисторе падает напряжение ~ 2^300V, а это соответствует логической единице (“1”), тогда можно построить таблицу истинности (табл. 1), показывающую ON/OFF состояние N симисторов, в зависимости от выходного напряжения на компараторах (“0” или “1”).
1
Варианты Логическое состояние выходов N компораторов Состояния выхода N+1 комп.
1 2 N
1 1 1 1 1
2 0 1 1 1
3 0 0 x 1 0
4 0 1 x 0 0
5 0 0 x 0 0
Как видно из таблицы, когда все симисторы закрыты (1-й вариант), или только один из них находится в открытом состоянии (2-й вариант), на выходе СС устанавливается логическое “1”. При открытом состоянии более одного симистора на выходе СС устанавливается логический “0” (3, 4 и 5-е варианты). Чтобы контролировать N симисторов, применено N оптронов и N+1 компараторов (рис. 1). Один из входов каждого N компаратора непосредственно соединяют с выходами оптронов. Они ,
оптронов. Порог срабатывания последнего N+1^0 компаратора выбирается так, чтобы при открывании двух или более симисторов, на его выходе создавалось на.
Преимущества применяемой схемы следующие:
♦ информацию о состоянии симистора получают от самого симистора, поэтому дополнительная потеря в схему не добавляется;
♦
в начальном этапе, т.е. не надо ждать пока ток не повысится до максимального значения после аварии;
♦ не нужна искусственная задержка при включении мощных нагрузок, так как схема реагирует не на максимальное значение тока, а на открытое состояние двух или более симистров.
Схема сравнения определяет состояние симисторов по логике, представленной в табл. 1 и построена на основе суммирующих схем, применяемых в ЦАП. Принципиальная электрическая схема, выполняющая эту функцию, получается , ( , основе «исключающие ИЛИ»). Электрическая схема предложенного устройства ( . 1).
Как видно из рисунка, для определения состояния симистора, в качестве информации используется напряжение, которое падает между основными электро-. -тивлением 100 кОм подключается вход оптрона. Это означает, что используемый ток входной цепи оптрона не достигает третей части его максимально- допустимого значения. Вход оптрона рассчитан на переменный ток и состоит из двух встречнопараллельно включенных светодиодов, а его выход - биполярный п-р-п-транзистор.
Рис. 1. Электрическая схема блока сравнения
Выходное напряжение оптрона сравнивается пороговым напряжением компаратора (рис. 2).
Рис. 2. Графики выходных напряжений оптрона, соответствующие нескольким уровням сетевого напряжения относительно порогового напряжения компаратора: а - иех. = ~ 8 В; б - иех. = ~ 20 В; с - иех. = ~ 200 В
с
. 2,
~ 20 В, выходное напряжение оптрона снижается ниже порога срабатывания ком.
, , -тивления всех подключенных к ним резисторов Ш, И2, ..., (см. рис. 1) равны.
Когда все симисторы закрыты, падение напряжения на сопротивление ^N+1), где с помощью диодов суммируются выходные напряжения компара-торов, становится равным нулю. Поскольку это напряжение приложено к неинвертирующему входу компаратора БА^+1), его выходное напряжение также равняется нулю:
ивь,х. = 0 .
При помощи следующих формул можно вычислить значение напряжения, которое падает на сопротивление ^N+1), для каждого случая, когда открыты 1, 2, ..., N симисторов:
1
и = - ( и - и ) (1.1)
2 2
и2 = - (и - и ) (1.2)
N
и* = ——(и - ид). (1^)
N +1
Как видно из этих формул, при включении одного симистора, напряжение на сопротивлении ^N+1) изменяется от нуля до 0,5(ип -ид), и увеличением числа одновременно включенных симисторов ОНО приближется К (и - и). Управляя порогом срабатывания компаратора БА^+1), можно определить количество одновременно включенных симисторов и предотвратить аварийную ситуацию. Так как мерой для предотвращения аварийной ситуации является блокировка управляющих напряжений всем симисторам, можно выполнять эту операцию, когда включается только один симистор. Если до прихода следующей полуволны , , пока все они не выключатся.
, :
♦ первый, она снимает управляющие сигналы при каждой полуволне, как только включается один симистор;
♦ второй, она запрещает подачу управляющих сигналов при одновременном включении двух или более симисторов.
Преимущество первого варианта заключается в том, что уменьшается вероятность возникновения аварийной ситуации. Во втором варианте, только после аварии снимается управляющий сигнал. Применение этих вариантов наиболее эф, -вующий электронный ключ, который выключает всю схему.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Володин В.Я. Компенсатор отклонения напряжения сети // Радио Хобби. - 2004. - № 1.
- С. 25-29.
2. Ра^ауеу А.М., ШЫуеу ЯЖ., Qarayev Q.І. 8шй81ог1и 81аЬШга1ог1айа уикзэк сэИНкЦ е1екйоп qoruyuсusu // МАА-шп е1т э8эт1эп. - 2007. - № 2. - Р. 3-10.
3. . ., . ., . ., . . -
« » // .
- 2009. - Вып. 2. - С. 118-128.
4. Вол один В.Я. Экономичное управление симистором // Радио. - 2003. - № 6. - С. 27-28.
5. Годин А.В. Стабилизатор с микрокоитроллериым управлением 120-270 вольт (6 ступеней) с точностью на выходе 205-235 вольт для активно-индуктивной нагрузки до 6 кВт. - Приложение к статье В.Я. Володина «Компенсатор отклонения напряжения сети» // Радио Хобби. - 2004. - № 1.
6. www.Ntpo.com/electronics.
Статью рекомендовала к опубликованию д.т.н., профессор Г.В. Горелова
Пашаев Ариф Мир Джалал оглы - Национальная авиационная академия Азербайджана; e-mail: [email protected]; AZ-1045, г. Баку, Бина 25-й км; тел.:+994124972829; . .- . .; ; ; -
нальной авиационной академии Азербайджана.
Набиев Расим Наеиб оглы - тел.:+994124972632; д.т.н., нач. отд. авиационной электроники НИИ ТАП Национальной академии авиации Азербайджана.
Гараев Гадир Иеахан оглы - аспирант.
Pashayev Arif Mir Djalal ogly - Azerbaijan National Aviation Academy; e-mail: [email protected]; AZ-1045, Baku, Bina 25th km; phone: +994124972829; dr. of eng. sc.; professor, Academician of the National Academy of Sciences of Azerbaijan; rector of Azerbaijan National Aviation Academy.
Nabiyev Rasim Nasib ogly - phone: +994124972632; dr. of eng. sc.; head of Aviation Electronics department of Institute of National Aviation Academy of Azerbaijan.
Garayev Gadir Isaxan ogly - graduate student.
УДК 681.51:518.5
ТА. Пьявченко
РЕГУЛЯТОР БЕЗ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ОБЪЕКТАМИ
В работе обосновывается необходимость применения компенсирующей обратной связи, охватывающей ПИ регулятор. Цель применения этой обратной связи заключается в устранении в регуляторе дифференциальной составляющей и значительном улучшении показателей качества управления по сравнению с ПДД и ПИДД2 алгоритмами. Для подтверждения выдвинутого тезиса рассматривается тот же пример, что и для указанных алгоритмов. Преимущества предлагаемого устройства управления по надежности и экономической эффективности становятся ещё более очевидными при его реализации в мик, , не требует усилителя мощности в исполнительном блоке и ослабляет износ механических частей системы благодаря отсутствию колебаний в переходном процессе.
Ммикроконтроллер; компенсирующая обратная связь; улучшение показателей качества; повышение надежности и экономической эффективности.
T.A. Pyavchenko
REGULATOR WITHOUT THE DERIVATIVE COMPONENT FOR CONTROL OF THE INDUSTRIAL OBJECTS
Necessity of application of a compensating feedback for the Pi-regulator is proved in work. The purpose of application of this feedback consists in elimination in a regulator of a derivative component and considerable improvement of indicators of quality of control in comparison with PDD and PIDD2 algorithms. For acknowledgement of the put forward thesis the same example, as for the specified algorithms is considered. Advantages of an offered control device on reliability
