Информационный канал – наиболее разнообразная по составу меняющаяся часть электропривода. Действительно, с момента изобретения (1834 г.) двигатели даже внешне изменились очень мало, а элементная база информационного канала постоянно подвергается существенному, а иногда, кардинальному изменению. От реле и контакторов в 40-е годы до микропроцессорных устройств и микроЭВМ в 80-е. В этом небольшом интервале времени были периоды, когда какой-либо определенный вид технических средств преобладал. Так, в 50-е годы ХХ в. получила широкое развитие электромашинная автоматика; были созданы специальные и очень неплохие электрические машины – электромашинные усилители (ЭМУ) различных конструкций с высокими коэффициентами усиления, несколькими входами и т.п. Для 60-х годов характерны магнитные усилители; они не имели подвижных частей, были надежны, неприхотливы в обслуживании. С середины 60-х годов первенство прочно завоевали полупроводниковые элементы, сначала отдельные транзисторы и простые схемы на их основе, затем интегральные схемы различной степени интеграции.
Период, начиная с 70-х годов, характеризуется бурным развитием микроэлектроники – области электроники, включающей в себя проектирование и технологию изготовления интегральных микросхем и разнообразных систем с их применением. Интегральные микросхемы (ИС), ИС с большой степенью интеграции (БИС) и ИС со сверхбольшой степенью интеграции (СБИС) – это электронные схемы, обладающие определенными функциональными возможностями, например БИС центрального процессора ЭВМ, БИС памяти и т.д.
В основе развития современной микроэлектроники лежит принцип непрерывного повышения степени интеграции при одновременной миниатюризации изделия, снижении энергопотребления, себестоимости и цены. Так, ИС малой степени интеграции содержат около 100 элементов на кристалле, БИС – около 10 000 элементов, СБИС – свыше 1 млн. элементов. Бурными темпами идет совершенствование как аналоговых, так и цифровых ИС, причем последние совершенствуются наиболее активно. Появилась реальная возможность широкого использования электронных управляющих устройств во всех сферах человеческой деятельности. Идея прямого цифрового управления от ЭВМ технологическим оборудованием и электроприводами стала реальностью.
Как было отмечено в разделе 6, современные системы управления электроприводом строятся из элементов жесткой и гибкой (программируемой) логики (см. рис. 6.14), на основе которых построены различные регуляторы: аналоговые и цифровые. В данной главе основное внимание уделим жесткой логике, так как вопросам программируемой логике посвящен специальный курс «Микропроцессорное управление электроприводом».
Большинство аналоговых регуляторов строится на основе операционных усилителей – усилителей постоянного тока с высоким входным сопротивлением и очень низким выходным сопротивлением. Технология ИС позволяет изготовлять высококачественные и недорогие усилители. В некоторой части своего рабочего диапазона операционный усилитель ведет себя как линейный усилитель напряжения с очень большим коэффициентом усиления (105 – 106). Выходной сигнал меняется при этом в полном диапазоне питающего напряжения (обычно ±15 В). Если в схеме включения операционного усилителя не предусмотрена отрицательная обратная связь с выхода на вход, то из-за высокого коэффициента усиления он обязательно попадет в режим насыщения. Большинство схем на базе операционных усилителей содержит поэтому отрицательную обратную связь.
Условное
обозначение операционного усилителя приведено на рис. 7.1. Здесь указано
минимальное количество выводов и их назначение. Большинство интегральных операционных
усилителей имеет еще несколько дополнительных выводов, с помощью которых
подсоединяются внешние цепи балансировки нуля и динамической коррекции
амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик усилителя. На рис. 7.2для примера показана схема типового включения операционного усилителя
К140УД7.
Промышленностью
в настоящее время выпускается более сотни типов операционных усилителей с
корпусами круглой и прямоугольной формы. Обозначения неинвертирующих и
инвертирующих входов знаками «+» и «-» не означают, что потенциал на одном
входе должен быть всегда положительным, а на другом – отрицательным. Значение
следующее: выходной сигнал операционного усилителя меняется
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.