Задача. КЭ-318 Чевтаева ЗАДАЧА. 2. Электронные устройства систем управления
![]()
|
2. Электронные устройства систем управленияЗадача № 2.1 На рисунке 2.1 представлена схема выходного каскада простейшего ключевого усилителя с активно-индуктивной нагрузкой. ЭДС управления ![]() Исходные данные: ![]() ![]() ![]() ![]() Изменение тока коллектора ![]() Диод считать безынерционным. Напряжение насыщенного транзистора ![]() Токи закрытого транзистора и обратный ток диода считать равными нулю. ![]() Рисунок 2.1 Рисунок 2.2 Необходимо: Рассчитать и построить совмещенные во времени графики ![]() Определить средние за период значения ![]() Проверить баланс мощностей для обеих частей периода. Решение: Управление средними значениями выходных величин осуществляется изменением коэффициента заполнения ![]() При неизменных значениях тока через нагрузку Iкн и напряжения на нагрузке Uнн (на резисторе Rк) при насыщенном транзисторе. Определим среднее значение напряжения на нагрузке и среднее значение тока на нагрузке за период: ![]() ![]() Ток коллектора при переключении транзистора можно считать линейными и находится по формуле: ![]() Средние за период значение тока диада: ![]() В ключевом режиме на вход транзистора подается периодический управляющий сигнал прямоугольной формы, поэтому часть периода транзистор открыт и насыщен, а в течении остальной части закрыт, но никогда не работает в активном режиме. Среднее значение тока за период равно току коллектора: ![]() Определим мощность на нагрузке, как произведение средних значение напряжения и тока на нагрузке: ![]() Среднее значение мощности, рассеиваемая транзистором, находится по формуле: ![]() Средняя потребляемая мощность определяется: ![]() Для проверки правильности решения составляем баланс мощностей.: ![]() Построим совмещенные во времени графики (рис. 2.3). Из графиков наблюдаем, что по мере нарастания тока коллектора ток через диод убывает и закрывается лишь тогда, когда ток коллектора становится равным току нагрузки. В течении этого времени напряжение на транзисторе остается практически равным Екэ, а в момент окончания времени включения резко спадает до нуля. ![]() Рисунок 2.3 – Временные графики Задача № 2.4 На рисунке 2.7 представлена схема выходного каскада мостового реверсивного ключевого усилителя. Нагрузкой является двигателя постоянного тока в режиме рекуперативного торможения. ЭДС вращения евр = 17 В, Е = 24 В. Транзисторы VT1 и VT3 постоянно закрыты, VT4 постоянно открыт и насыщен. ЭДС управления еУ (рисунок 2.8) обеспечивает ключевой режим работы транзистора VT2, t1 = t2 = 20 мкс, Т = 40 мкс. Необходимо: Рассчитать и построить совмещенные во времени графики ![]() ![]() ![]() 2. Определить средние за период значения ![]() ![]() ![]() Сопротивление цепи якоря ![]() ![]() Рисунок 2.7 Рисунок 2.8 Решение: Определим среднее значение напряжения якоря: ![]() Найдем среднее значение тока якоря: ![]() Ток якоря является отрицательным, т.к. ДПТ работает в режиме рекуперативного торможения, т.е. ток течет к источнику. Ток коллектора при переключении транзистора VT2 можно считать линейными и находится по формуле: ![]() Средние за период значение тока диада равно: ![]() Среднее значение тока за период равно току диода: ![]() Среднее значение за период полезной мощности определятся, как произведение средних значений напряжения и тока якоря: ![]() Среднее значение мощности, рассеиваемая транзистором, находится по формуле: ![]() Потребляемая от источника мощность будет равна: ![]() Для проверки правильности решения составляем баланс мощностей: ![]() Построим совмещенные во времени графики (рис. 2.9). ![]() Рисунок 2.9 – Временные графики |