5.6 Логическое переключающее устройство (ЛПУ)
Принципиальная схема ЛПУ представлена в приложении 4. Логическое переключающее устройство предназначено для переключения групп вентилей от сигнала управления, изменяющегося по отношению потенциала провода с напряжением -12В. Провод 106 с напряжением -12В подключен к ЛПУ на клемму 12, где печатным монтажом через резистор R36 потенциал -12В подается на неинтегрирующий вход дифференциального усилителя А, на эмиттере транзисторов V26 и V27. На инвертирующий вход дифференциального усилителя А подается управляющий сигнал через резистор R35 и сигнал обратной связи через резисторы R38 и R39.
При значении разности сигналов Uу и Uос больше -12В (по модулю) напряжение на выходе дифференциального усилителя А будет меньше -12В, что приведет к открытию транзисторов V27, V34 и V23, транзисторы V26, V25, V24 и V36 будут открыты, а транзисторы V27, V34 и V23 – закрыты. Эти транзисторы работают в ключевом режиме и при переходе управляющего сигнала через значение -12В происходит их переключение. Состояние этих транзисторов зависит от значения управляющего сигнала, и на их работу не действуют никакие блокировки, имеющиеся в ЛПУ. Выходными элементами рассмотренного участка схемы являются транзисторы V23 и V36, в дальнейшем описании работа промежуточных элементов рассматриваться не будет. Съем сигнала с транзисторов V23 V36 в следующие каскады происходит во время их закрытого состояния через резисторы R14 и R51 и диоды V18 и V40. На участках связи транзисторов V23 и V36 со следующими каскадами схемы заведено по три блокировки на одну связь. Через диоды V14, V19 и V22 заведены блокировки на участке связи транзистора V23 и через диоды V39, V42 и V45 на участке связи транзистора V36. Пары транзисторов V13 и V16, а также V46 и V49 включены по схемам триггеров на транзисторах разной проводимости. Особенностью такого триггера является открытое состояние обоих транзисторов в одном устойчивом состоянии и закрытое – в другом.
Транзисторы V3 и V54 являются выходными каскадами триггеров и предназначены для переключения тиристорных групп при реверсе. Через них осуществляется питание выходных каскадов УФИ от источников -30В.
Триггеры V16, V13, V46 и V49 связаны между собой блокировочными связями через диоды V17 и V41 таким образом, что если один из триггеров включен, то выдается запрет на включение другого триггера. Диоды V18 и V40 разрешают транзисторам V23 и V36 только включить свои триггеры. Выключающиеся триггеры от узла запрета через диоды V19 и V42. Через диоды V22 и V39 подается запрет на включение триггеров от транзисторов V23 и V36 от открытого транзистора V53 узла запрета, который постоянно открыт во всех устойчивых состояниях ЛПУ и закрывается только в период его переключения.
Узел запрета собран на транзисторах V28, V30, V35, V38, V48, V47 и V53. Он осуществляет контроль нулевого тока в силовой цепи через датчик нулевого тока, контроль фактического соответствия направления включения ЛПУ требованиям управляющего сигнала на входе, выключение тиристорных групп, формирование длительности бестоковой паузы, пооперационный контроль правильности срабатывания ЛПУ при его переключении, исправности элементов ЛПУ и разрешение на включение в новом направлении.
Транзистор V56 предназначен для шунтирования входа регулятора тока, т.е. отброса импульсов в область глубокого инвертора в период переключения ЛПУ. Транзисторы V2 и V57 предназначены для переключения реверсивного усилителя в регуляторе скорости. На вход выпрямительного моста V9…V12 подаётся сигнал запрета от датчика нулевого тока.
Рассмотрим работу ЛПУ.
Пусть привод работает на определённой скорости в установившемся режиме. Преобразователь работает в выпрямительном режиме, напряжение управляющего сигнала на входе дифференциального усилителя А больше -12В (по модулю), транзистор V36 закрыт, а транзистор V23 открыт. Триггер на транзисторах V46 и V49 открыт (правое плечо), открыт и транзистор V54, через который поступает питание по УФИ одной группы тиристоров. Триггер левого плеча и транзистор V3 закрыты. По силовой цепи протекает рабочий ток, вследствие чего поступает сигнал с датчика нулевого тока, который через выпрямитель V8…V11, диод V20 и резистор R20 подаётся на базу транзистора V28, открывая его. Последний открывает транзистор V30, на вход транзистора V28 поступает сигнал также от открытого транзистора V54 через R64, диод V51 и R21. В узле запрета транзистор V38 открытый также сигналом с транзистора V54 через диод V55 и R47.
Транзистор V35 закрыт, так как сигнал, поступающий через R41 шунтируется открытым транзистором V28 через диод V29. Транзисторы V47 и V48 закрыты, а транзистор V53 открыт и через диод V39 шунтируется сигнал, поступающий с транзистора V36 на вход триггера V46, V49. Однако этот триггер остается открытый сигналом положительной обратной связи с выхода транзистора V49 через R62 и R56 на вход транзистора V46.
Транзистор V56, включенный по схеме эмиттерного повторителя, имеет на эмиттере напряжение, равное напряжению выхода транзистора V54 и диодом V58 отсечен от выходных цепей регулятора тока. При поступлении команды на реверс, т.е. когда напряжение управляющего сигнала станет меньше -12В, транзистор V23 закроется, а V36 откроется. Последний через диод V45 зашунтирует сигнал, поступающий через R64, т.е. снимет сигнал запрета, поступающий через R21 на вход транзистора V28. Однако, ЛПУ остается в прежнем состоянии в ожидании снятия «запрета» от датчика нулевого тока. Емкость С1 и R16 включены по схеме регулируемого фильтра, который позволяет настраивать ЛПУ на срабатывание от среднего значения напряжения сигнала датчика нулевого тока (верхнее положение ползунка потенциометра R16), от мгновенного значения нулевого тока (ловить «дырку» в токе), а также и от промежуточного значения, т.е. частичная фильтрация сигнала датчика нулевого тока. При достижении тока в силовой цепи нулевого значения закроются транзисторы V28 и V30. В результате этого откроется транзистор V48, подготавливая ЛПУ для дальнейшего срабатывания, а также откроется транзистор V35 через диод V33, C4 и R34 на время заряда емкости C4, формируя время бестоковой паузы. Данная схема рассчитана на время бестоковой паузы 8-10 мс, что является приемлемым практически для всех типов электроприводов. При необходимости изменения времени бестоковой паузы, это можно сделать заменой резистора R53, изменяя сопротивление которого от 300 Ом до 10 кОм изменять паузу от 1 до 40мс.
Транзистор V35 через диод V42 зашунтирует вход транзистора V46, и триггер правого плеча перейдет также в закрытое состояние, т.е. закроются оба плеча ЛПУ на время бестоковой паузы. Снимается питание с УФИ обеих групп тиристорного преобразователя, прекратится подача управляющих импульсов на тиристоры, обе тиристорные группы закроются.
Если в период бестоковой паузы в силовой цепи появится ток, или импульс тока вследствие неисправности тиристора, или запуска тиристора предыдущим импульсом, сигналом от датчика нулевого тока снова откроются тиристоры V28и V30, закроется транзистор V48, а емкость С4 разрядится по цепи: диод V32, транзистор V30, диод V31. Хотя при этом транзистор V35 и закроется, но ЛПУ не включится, так как открытым транзистором V53 зашунтированы входы транзисторов V23 и V36.
После прекращения тока в силовой цепи транзисторы V28 и V30 снова закроются и отсчет бестоковой паузы начнется вновь. Транзистор V38 осуществляет контроль выключения обоих ЛПУ через резистор R47 и диоды V4 и V55. Если одно из плеч ЛПУ не включилось вследствие, например неисправности одного из транзисторов или монтажа, V38 останется открытым, а через резистор R41 останется открытым транзистор V35, который будет выдавать команду на закрытие триггеров обоих плеч ЛПУ. В таком положении ЛПУ «зависнет» и дальнейшая отработка команды реверса прекратится. В период, когда оба плеча будут закрыты, на входе транзистора V56 исчезнет отрицательный сигнал, последний откроется и зашунтируется вход регулятора тока, который при этом отбросит импульсы в область максимальных углов.
После открытия транзистора V35 на период бестоковой паузы и выключения триггера правого плеча ЛПУ, снимается блокирующий сигнал через диод V55 и V47 на вход транзистора V38 и последний закроется. Однако, транзистор V47 при этом останется закрытым, так как сигнал с резистора R49 зашунтирован через диод V37 транзистором V35, продолжающим отсчитывать бестоковую паузу. После заряда С4 транзистор V35 закрывается и открывается транзистор V47 по цепи диод V43-R52-R49, а также ранее открытый транзистор V48. Через транзисторы V48, V47, и диод V59 шунтируется цепь входа транзистора V53 и последний закроется. В результате этого обрывается цепь, шунтирующая выход транзистора V23 через диод V22. Сигнал выхода V23 подается на вход триггера V13, V16 левого плеча ЛПУ. Триггер включится, откроется транзистор V3 и подаст питание на УФИ другой группы тиристоров. Одновременно через R6, диод V6 и R21 поступит сигнал запрета на транзистор V28. Последний и V30 откроются, транзистор V48 закроется, а V53 откроется и зашунтирует выход транзистора V23. Узел запрета приходит в исходное состояние. В силовой цепи появляется ток в другом направлении, датчик нулевого тока выдает сигнал на вход уже открытого транзистора V28.
После включения ЛПУ на входе транзистора V56 снова появится напряжение -30В, и диод V58 отключит его от входных цепей регулятора тока.
Цепь с резистором R15 предназначена для подачи внешними ключами напряжения -30В в базу транзистора V35, для принудительной установки ЛПУ в выключенное состояние, т.е. закрытия тиристоров обеих групп.
Цепь с резисторами R39 и R38 предназначена для ввода сигнала в ЛПУ от датчика напряжения обратной связи по скорости. Светодиоды V5 и V6 осуществляют световую сигнализацию о включении триггера ЛПУ.
Наличие большого количества блокировок в ЛПУ затрудняет поиск в нем неисправностей. В целях облегчения настройки ЛПУ на печатной плате установлено методом пайки на штырях 10 перемычек. В период настройки рекомендуется снять перемычки «С», «Д», «Р», «Х». При этом, если все элементы исправны, ЛПУ должно работать правильно. После настройки установить все перемычки. Для включения нескольких выпрямителей на параллельную работу, выбирается один ведущий выпрямитель, а остальные – ведомые. В ЛПУ ведущего выпрямителя на 10 перемычек должны быть установлены на свои места. В ЛПУ ведомых выпрямителей необходимо снять перемычки «А», «Б», «Т», «У», «В», «К», «Р» и «Х». Провод 170 ведущего выпрямителя соединить с 65 проводом всех ведомых выпрямителей, провода 62 и 66 ведущего и всех ведомых выпрямителей соединить соответственно между собой. При таком переключении ведомых выпрямителей в ЛПУ схемы триггеров превращаются в транзисторные ключи, их входы отключаются от выходов транзисторов V23 и V36. Узел запрета ведущего выпрямителя контролирует их выполнение команды отключения всеми ключами и наличия нулевого тока во всех выпрямителях. На плате ЛПУ расположен делитель напряжения на резисторах R75…R79, предназначенный для формирования сигнала задания для системы управления ступенчатым командоаппаратом. Диод V21, включенный параллельно R75, предназначен для формирования несимметричных заданий на первой позиции командоаппарата, применяемых в механизмах подъема. Конструктивно ЛПУ выполнено на отдельной плате, транзисторы V3 и V54 установлены на охладителях и расположены вместе с печатной платой на поворотной панели, прикрепленной на внутренней стороне двери шкафа. Через отверстие в двери осуществляется визуальный контроль световой сигнализации ЛПУ.
|
