тиля, как показано на рис. 5.53. Соответствующий график i = f ( U )
показан на рис. 5.54. Значения углов ао, аь |
а 2 |
и аз |
позволяют, |
как |
и для графика рис. 5.50, найти значения |
G0, |
Gu |
G2 и G3, |
если |
tg a i< tg a 0+ tg a 2.
Таким образом, описанные схемы дают возможность получить
ломаные |
линии i —f(U) с |
монотонно |
меняющейся |
функцией |
как с монотонно, |
так и с немонотонно изме няющейся производной.
Рис. 5.53. Схема для получения зависимое- |
Рис. 5.54. Зависимость i=f(U) |
ти i—f(U) в виде ломаной с возрастающи- |
для схемы рис. 5.53: |
ми значениями функции при то возрастаю- |
tga0=G0+G,; tga,=G0-i-G,-|-G,; tgn,=G0+ |
щей, то убывающей производной |
+°п tga^Go+^+G, |
Если сопротивление нагрузки постоянно, то напряжение на ней С/Нагр изменяется по тому же закону, что и ток г. Следовательно,
J—@ -Н = 1 — ©-Н— т— ®-Н
-И-------
Рис. 5.55. Схема для получения зависимости U=J(i) в ви де ломаной
изображенные характеристики отражают |
и зависимости £/наГр= |
— f(U). Аналогичные зависимости U=f(i) |
могут быть получены |
и при помощи схемы, изображенной на рис. 5.55. Электродвижу щие силы этой схемы не могут быть получены при помощи общего делителя, как это имело место в схемах рис. 5.49 и 5.53, что яв ляется существенным недостатком схемы рис. 5.55.
Возможно, конечно, получение напряжения U, пропорциональ ного току i и использование затем этого напряжения в схемах рис. 5.49 и 5.53.
Пример 5.7. Для реализации кусочно-линейной аппроксимации примера 5.6 рассчитать схему рис. 5.49. Аппроксимация осуществляется четырьмя отрезками: а) отрезком, пооходящим через начало координат и начальную точку кривой (/t =
= 0,1(/„ом, |
= |
0,0095tt/JOM; б) |
отрезком, |
проходящим |
через точку |
U lt к и точ |
ку Ut = е,188(/НОм, |
к = 0,0336Ш^ОМ; |
в) |
отрезком, |
проходящим через точку (/,, i, |
и точку ( / 3 |
= 0,362(/НОМ, |
/, = |
0,125Ш„ОМ; |
г) отрезком, |
проходящим |
через точку |
(/,. i3 и |
точку |
[/* = |
0,69У„ом, |
« 4 |
= |
0,45Ю я2о и , |
f/HOM= |
100 в; k = |
2,- 10~» а / Л |
Сопротивлением делителя можно пренебречь и вентили считать идеальными. |
Р е ш е н и е . |
1. |
Находим уравнения отрезков. |
«о = |
0 и t/j=0,1 • 100= 10 в; t'i= |
а. |
Отрезок |
проходит |
через |
точки |
£ / 0 = |
0, |
=0,0095-2-10~5-1002 = 0,0019 а. |
Его уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« — О |
|
0,0019 — 0 |
или « = |
0,00019(/. |
|
|
|
|
|
|
и —о — |
|
10 — 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б. |
|
Отрезок |
проходит |
через |
точки (/] = 1 0 |
в, |
«1=0,0019 а |
и (/2=0,188-100= |
= 18,8 в, |
«2=0,0336-2-10~М002= 0,00672 а. |
Его уравнение |
|
|
|
t — 0,0019 |
|
0,00672 — 0,0019 |
или « = |
0 ,00055(/ — 0,00358. |
|
|
(/ — |
1 0 |
|
|
18,8— 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в. |
|
Отрезок |
проходит |
через |
точки |
Ui—18,8 |
в, «’2=0,00672 |
а и (/з = 0 ,3 6 2 - 100= |
= 36,2 в, |
« з= 0 ,125-2-10- 6 • 1002= 0,025 а. Его уравнение |
|
|
|
|
« — 0,00672 |
0,025 — 0,00672 |
или « = |
0 ,00103Е/ — 0,01268. |
|
|
(/ — 18,8 |
~ |
36,2— 18,8 |
|
|
|
’ |
|
|
|
|
|
|
г. |
|
Отрезок |
|
проходит |
через |
точки (/з = 3 6 ,2 |
в, |
«з=0,025 |
а |
и (/* = 0 ,6 9 -1 0 0 = |
=69 в, «*=0,4 5 - 2 - 10~5-1002= 0,09 а. |
Его уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
i — 0,025 |
0,09 —0,025 |
или «=0,00199(/ — 0,047. |
|
|
U — 36,2 |
|
69 — 36,2 |
’ |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
Находим значения |
проводимостей G0, |
GIt G2, Gs. Согласно рис. 5.50 угл |
вые коэффициенты уравнений отрезков (тангенсы углов наклона) равны: |
|
|
|
tg а , = |
0,00019 = |
G0; |
tg а* = 0,00055 = |
G0 -f- Gjj |
|
|
tg 0 2 |
= 0,00103 = |
G0 + G 1 + |
G2; tg a 3 = 0 ,00199= Go+ Gj + |
Gj + Gs, |
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G„ = 0,00019 |
1I o m \ |
0 2 |
= |
0,00055 — 0,00019 = |
0,00036 |
l/o.«; |
G2 = 0,00103 — 0,00055 = 0,00048 1/o.w;
G3 = 0,00199 — 0,00103 = 0,00096 1/о.и;
соответствующие сопротивления;
Я0 = 1/G0 5260 ом; Rt = 1 /Gx = 2780 ом;
|
R2= \ I G 2 = 2080 ом; R3= 1/G3= 1040 ом. |
|
3. |
Находим |
значения |
опорных напряжений. Значение е0 |
соответству |
точке пересечения первого отрезка с |
осью абсцисс ео= 0 , значения |
остальных |
опорных |
напряжений |
соответствуют |
абсциссам точек пересечения отрезков: |
|
|
е1 = 1 0 в , |
е2 = |
18,8 в, е3 = 36,2в. |
|
4. М ощности выбранных сопротивлений при t / = £ /Hом (худш ий случай):
|
Ро |
(U„o«.-e0)12 |
(ЮО-О)* . „ |
|
|
= ------ „--------- = |
— ——— = |
1,9 |
em; |
|
|
|
Rn |
5260 |
|
|
|
|
, _ |
(t/aoM-ei)24*_ |
(Ю О - Ю)2 |
= 2,91 вт; |
|
Rl |
Rt |
2780 |
|
|
|
|
|
_ |
(t/н ом ,-Ч)г _ |
(Ю О - 18,8)* |
= |
3,17 |
em; |
|
!г |
R2 |
2080 |
|
|
|
|
(t/н о м - g» )8 _ |
(100 - 36,2)* |
= |
3,91 |
sm. |
|
|
K3 |
1040 |
|
|
|
|
Выбираем все сопротивления на мощность 7,5 вт. |
|
|
|
|
5. Схема полностью соответствует рис. 5.49. |
|
|
|
§ 5.14. Задачи к главе пятой
1 . Рассчитать схему сглаживания в схеме двухполупериод прямления. Схема выпрямления работает при напряжениях 20-М 10 в на стороне переменного тока на активную нагрузку с /?=400 ом. Для сглаживания приме няется последовательно включенный простейший запирающий фильтр 1 0 0 гц. Действующее значение второй гармоники тока в нагрузке не должно превышать
5% постоянной составляющей. Добротность дросселя £д=10 |
для |
100 гц. |
2. Рассчитать мост Винна для частот 10—12 кгц. Остальные |
данные взять |
из условий примера 5.5. |
|
напряжения |
на |
уровне 8 в |
3. Рассчитать устройство для стабилизации |
с отклонением ±5% . |
Напряжение питания на |
входе меняется |
в пределах |
16—20 в. Сопротивление нагрузки 400 ом, диапазон температур 0ч-40°С. |
4. Составить схему и рассчитать элементы устройства, создающего посто |
янный ток /“ (2,5/0/) а |
в пределах от 0/<; 15 в |
до (7= 100 в с точностью ±5% , |
где U — постоянное напряжение. Падение напряжения на вентилях считать рав |
ным ДО/=0,4 в; динамическим сопротивлением вентилей пренебречь. Сопротив ление Нагрузки /?нагр —50 ом.
а. Сопротивлением потенциометра пренебречь.
б. Потребление потенциометра 100 ва при напряжении питания 200 в.
Г Л А В А Ш Е С Т А Я
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 6.1. Применение полупроводниковых и магнитных усилителей
всхемах релейной защиты
иавтоматики энергосистем
Полупроводниковые и магнитные усилители все шире используются в схемах релейной защиты и автоматики энергосис тем. Для уменьшения габаритов и потребления измерительных схем — наиболее сложной и требующей наибольшей точности ча сти устройств — необходимо уменьшение мощности сигналов на выходе этих схем. При этом для надежной работы остальных эле ментов эти сигналы должны усиливаться. Под усилением пони мается возможность изменения большого управляемого сигнала под влиянием изменения малого управляющего сигнала. Основным показателем усиления является коэффициент усиления по мощно сти kP, равный отношению изменения мощности управляемого сиг нала к изменению мощности управляющего сигнала для рабочего участка характеристики. Иногда применяют также коэффициенты усиления по напряжению kv и по току ku имеющие аналогичный смысл.
Если начальные значения мощности (напряжения, тока) управ ляемой и управляющей величин близки к нулю, то коэффициент усиления становится равным отношению мощности (напряжения, тока) управляемой (выходной) величины к мощности (напряже нию, току) управляющей (входной) величины.
Усиление может производиться как непосредственно после из мерительной схемы, так и после схем сравнения или внутри логи ческой части схемы (см. рис. 1.1). Часто усиление производится в нескольких частях схемы.
В § 8.1 указывается возможность использования полупровод никового усилителя в качестве элемента нуль-индикатора. В § 3.22 указывалась возможность применения полупроводникового усили теля как элемента измерительных схем. В настоящее время в ус тройствах регулирования широко используются магнитные усили тели.
В данном курсе рассматриваются следующие виды усилите лей:
1)полупроводниковые усилители в режиме переключения;
2)полупроводниковые усилители в линейном режиме;
3)магнитные усилители;
4)тиристоры.
