Характеристика управления СИФУ при пилообразном опорном напряжении

Характеристикой управления СИФУ называется зависимость угла открывания α от напряжения управления u_y, т.е. α=f(u_y). Преобразование u_y в α в СИФУ осуществляется компаратором (Рис. 2.2). Временная диаграмма преобразования показана на рис. 2.3.

Рис. 2.2 Функциональная схема суммирующего нуль-органа

Рис. 2.3 Временные диаграммы преобразования напряжения управления u_y в угол

открывания α

Угол α отсчитывается от точки естественного открывания ПВ с которой синхронизировано начало рабочего хода опорного напряжения. Из диаграммы видно, что изменение состояния выхода компаратора DA1, характеризуемое углом α, определяется величиной напряжения управления u_y в момент сравнения. Следовательно, изменение напряжения управления u_y вызывает изменение угла открывания α.

Запишем первое уравнение Кирхгофа для узла а:

i_y + i_оп = i_н, (1)

где i_y, i_оп, i_н – ток управления, опорный, неинвертирующего входа компаратора, соответственно.

В момент равенства i_y = i_оп, компаратор DA1 меняет свое состояние. При этом θ = α, электрический потенциал узла «а»: φ_а = 0. Для этого момента времени можно записать

, . (2)

Подставив в (1) уравнение (2), получим

при θ = α.

Примем R1=R2 и получим:

u_оп+ u_y = 0 при θ = α. (3)

Пилообразное напряжение в пределах изменения θ от 0 до 180° описывается выражением

,

где U_onм – максимальное значение опорного напряжения.

При θ = α

. (4)

Подставив (4) в (3) получим

(5)

Из (5) получаем

,

где - коэффициент передачи СИФУ с пилообразным опорным напряжением.

Последнее выражение представляет собой характеристику управления СИФУ. Графиком является прямая линия (Рис.2.4).

Рис. 2.4. График характеристики управления СИФУ при положительном пилообразном напряжении

Угол открывания α, соответствующий U_y = 0, называется начальным углом открывания α_нач. Для получения α_нач отличного от нуля в узел суммирования компаратора вводят напряжение смещения U_см. С учетом U_см выражение характеристики управления СИФУ запишется в виде

.

При условии u_y = 0: . С учетом этого:

Характеристика управления СИФУ при косинусоидальном

Опорном напряжении

При использовании в качестве опорного напряжения положительного косинусоидального (Рис. 2.5) выражение характеристики управления СИФУ, полученное аналогично как и для пилообразного, имеет вид

.

Рис.2.5 Конусоидальное опорное напряжение

График характеристики при условии U_см = 0 приведен на рис. 2.6. Очевидно, что в данном случае коэффициент передачи СИФУ:

является переменной величиной зависящей от величины напряжения управления.

Рис. 2.6 График характеристики управления СИФУ при положительном

конусоидальном напряжении