При циклической работе ТКУ

Тиристорные коммутирующие устройства чаще всего используют для организации циклической коммутации нагрузки. Считается, что контактные аппараты обеспечивают частоту переключения не более 1200 опер/ч. Дальнейшее повышение частоты может быть получено за счет применения бесконтактных устройств.

В широких пределах может изменяться также соотношение между временем включенного и отключенного состояния аппарата, которое характеризуется коэффициентом продолжительности включения

.

Параметры, определяющие рабочий цикл аппарата (рис.4.9), могут формироваться или внешним командоаппаратом или генератором, встроенным в схему управления ТКУ.

Рис. 4.9

Структурно-функциональные схемы системы управления, обеспечивающей заданную циклограмму работы ТКУ, представлены на рис. 4.10а для ТКУ, работающего в сети постоянного тока, рис. 4.10б – в сети переменного тока. В схему управления входят:

Г – генератор последовательности импульсов, заданной циклограммой (см. рис. 4.9);

ФИ1 – формирователь импульса управления силовым тиристором по переднему фронту импульса генератора;

ФИ2 – формирователь импульса управления вспомогательным тиристором блока выключения по заднему фронту импульса генератора;

ИУ – импульсный усилитель, обеспечивающий требуемые уровни сигналов управления тиристорами;

СхУ – синхронизирующее устройство;

И – схема совпадения.

Рис. 4.10

Электрические схемы генераторов и формирователей импульсов обычно реализуются на микромощных интегральных микросхемах ТТЛ или КМОП логики. Некоторые варианты схемотехники таких устройств приведены на рис. 4.11 и 4.12.

На рис. 4.11 представлены схемы генераторов на элементарных логических элементах И-НЕ. Схема (рис. 4.11,а), позволяет получить прямоугольные импульсы типа «меандр». В схеме (рис. 4.11,б) возможна раздельная регулировка длительности импульса и паузы между ними. В схеме (рис. 4.11,в) скважность импульсов регулируется общим резистором R1.

Рис. 4.11

На рис. 4.12 приведены схемы генераторов на основе мультивибраторов, выполненных на базе RS-триггеров. Эти генераторы также обеспечивают раздельную регулировку длительности импульса и паузы между ними и отличаются числом время задающих конденсаторов и RS-триггеров. Схемы (рис. 4.12) обеспечивают более широкий частотный диапазон и позволяют получить одновременно прямой и инверсный выходной сигнал.

Длительность импульса или паузы определяется параметрами время задающей RC-цепи и вычисляется . При расчете обычно задаются емкостью конденсатора и определяют необходимое значение сопротивления. Для интегральных КМОП микросхем, значение последнего лежит в пределах от 10 кОм до 10 МОм, что позволяет получить устойчивые колебания с периодом от 10^-5 с до 10 с.

Рис. 4.12

В качестве формирователей импульсов управления могут использоваться: управляемые одно или мультивибраторы, блокинг–генераторы, дифференцирующие RC-цепи совместно с электронными ключами. Однако, если генератор последовательности импульсов, которая определяет циклограмму работы ТКУ, выполнен на базе интегральных микросхем, то рационально проектировать ФИ на той же элементной базе.

Учитывая, что длительность импульса генератора обычно значительно превышает время, необходимое для включения тиристора, то функция ФИ заключается или в укорочении импульса генератора или в формировании импульса, заданной длительности по переднему или заднему фронту импульса генератора.

Рис. 4. 13

Эффективное решение этой задачи можно получить, используя, например, логические элементы, реализующие операции «исключающее ИЛИ». Схема ФИ, формирующая управляющий импульс по переднему фронту, представлена на рис. 4.13а, по заднему фронту рис. 4.13б. Длительность сформированного импульса задается параметрами RC-цепи .

Множество других схемотехнических решений для генераторов импульсов и формирователей можно найти, например, в [13].