CC BY
19
I лж-геки Т;]|! | | __ ]
^----------—I ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 15? 1965
СХЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
А. И. ЗАЙЦЕВ. А. П. ЗАЙЦЕВ.
В различных устройствах автоматики и телемеханики, в системах импульсного управления электрическими машинами находят применение схемы формирования периодических последовательностей импульсов напряжения с регулируемыми в широких пределах параметрами. Ниже рассматриваются делители частоты повторения импульсов с переменным коэффициентом деления, схема формирования пачек импульсов и широтно-импульсный модулятор, позволяющие формировать импульсы напряжения, синхронизированные с питающим переменным на-
2 Известия, т. 153. 17
пряжением синусоидальной или прямоугольной формы. Формирование импульсов напряжения осуществляется путем однополупериодного выпрямления и отбора заданных полуволн питающего напряжения. Применение в качестве активных элементов кремниевых управляемых вентилей позволяет выполнять схемы на различную выходную мощность (от нескольких ватт до десятков киловатт в импульсе).
На рис. 1. показан делитель частоты повторения импульсов с переменным коэффициентом деления, содержащий зарядно-разрядную цепь (Вь Иь Иг, Сн) и два управляемых полупроводниковых ключа — кремниевые управляемые вентили Д1 и Д2. При включении схемы Сн заряжается импульсами напряжения, поступающими со вторичной обмотки трансформатора Тр, а в промежутках времени между импульсами разряжается на сопротивление Напряжение па Сн нарастает
Рис. 2. Схема делителя частоты с трехфазным входным напряжением.
ступенчато и когда станет по абсолютной величине больше задающего напряжения из, в цепи управляющего электрода Д] возникнет ток. Д1 открывается, а на сопротивлении нагрузки создается импульс выходного напряжения Шых, под действием которого открывается Д2. Сн в течение короткого промежутка времени разряжается через открывшийся Дг на небольшое сопротивление Из, ограничивающее ток разряда ь допустимых пределах. После окончания проводящего полупериода входного напряжения схема возвращается в исходное состояние, после чего процесс периодически повторяется. Открывание Д1 всегда будет в начале проводящего полупериода напряжения, так как напряжение зарядных импульсов находится в противофазе с последним.
Изменение коэффициента деления осуществляется при помощи задающего напряжения. Диоды Вг и В3 исключают действие значительного по величине задающего напряжения на управляющий переход Д^
Рис. 3. Схема формирования пачек импульсов,
На рис. 2 изображена схема делителя частоты с трехфазным входным напряжением, представляющая собой сочетание рассмотренного выше делителя частоты и спусковой схемы на Дь Дг* Дз- Спусковая схема обеспечивает зависимую работу управляемых вентилей. Импульс выходного напряжения в катодной цепи предыдущего управляемого вентиля является запускающим для последующего.
Если в делителе частоты ввести в цепь управляющего электрода разрядного вентиля задержанную обратную связь по выходному напряжению с регулируемой временной задержкой, осуществляемой при помощи второй зарядно-разрядной цепи, то становится возможным формировать пачки импульсов с раздельным и независимым регулированием количества импульсов в пачке и паузы между пачками. Схема формирования лачек импульсов-показана на рис. 3. В отличие от предыдущих схем разрядный вентиль Дг открывается не первым выходным импульсом, а через некоторое время, определяемое величиной задающего напряжения U2 и параметрами зарядно-разрядной цепи с накопительным конденсатором С2. В течение этого времени Д| открыт, а напряжение на С\ ограничено на определенном уровне благодаря шунтирующей цепи В5 RI0.
Число импульсов в пачке регулируется при помощи задающего напряжения U2, а длительность паузы между пачками — при помощи задающего напряжения Ui.
2*
19
i i J_____r Tp
Ha рис. 4 приведена принципиальная схема широтно-импульсного модулятора мощных импульсов с раздельным и независимым регулированием длительности импульсов и паузы. Модулятор состоит из схемы формирования пачек импульсов и спусковой схемы на тиратронах. Особенностью схемы формирования пачек импульсов является включение зарядно-разрядной цепи с накопительным конденсатором Ci в цепь сетки тиратрона Ть Зажигание Ti и Д1 происходит одновременно благодаря их зависимому включению, пачка импульсов формируется на сопротивлении Ri0. Фазосдвигающие RC — цепочки в цепях сеток Т2 и Т3 обеспечивают фазовый сдвиг на 180° анодных и сеточных напряжений тиратронов. В момент зажигания предыдущего тиратрона RC — цепочка шунтируется и происходит зажигание последующего тиратрона. Выходные импульсы формируются на сопротивлении нагрузки Rj7. Параметры выходных импульсов регулируются при помощи задающих напряжений Ui и U2.
б)
JLЛJUUUUUULAJOUL^
у и
в)
JШШUУШШШШli_
т
А Й А- А /
\ 'I
Л л л л- .л с
¡\mi\i
« \ ! «
'и Л
Г ?
л л л л
' \
г)
Рис. 5. Осциллограммы напряжений, а — напряжение накопительного конденсатора делителя частоты, б — выходное напряжение делителя частоты, в — выходное напряжение
схемы формирования пачек импульсов, г — выходное напряжение широтно-импульсного модулятора
В результате анализа работы рассмотренных выше схем получено выражение
где
п — коэффициент деления, число импульсов в пачке, число пропущенных импульсов (пауза), г, И — сопротивления заряда и разряда накопительного конденсатора соответственно,
С — емкость накопительного конденсатора, Т — период входного напряжения, и0 — амплитуда напряжения зарядных импульсов, из величина задающего напряжения.
Длительность паузы и импульсов выходного напряжения широтно-импульсного модулятора определяется по (1) с учетом выражения.
п
(П
т0=г С,
1 — п Т,
где длительность импульса или паузы.
(2)
