ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ І ПРИНЦИПИ УПРАВЛІННЯ

Призначення і структура системи управління електронного апарату

У силових електронних апаратах та інших пристроях прийнято розрізняти силову частину і систему управління (СУ). До силової частини відносять електричні ланцюги і елементи, які безпосередньо беруть участь в передачі електричної енергії від первинного джерела до споживача. Іноді ці ланцюги спільно з силовими елементами називають головними, так як вони визначають основні техніко-економічні показники пристрою, і в першу чергу його ККД. Силова частина апарату, але суті, є силовим виконавчим органом, що визначає головні функції апарату.

З огляду на визначальний вплив силової частини на техніко-економічні характеристики пристрою в цілому, її вивчення приділяється зазвичай основна увага. Однак для функціонування силових елементів схеми - транзисторів, тиристорів та ін., Необхідно подавати на них відповідні сигнали управління. Ці сигнали формуються інший складовою частиною пристрою - системою управління. На відміну від силової частини СУ в основному приймає, обробляє і видає інформацію. Тому СУ складається головним чином з елементів і функціональних вузлів, пов'язаних з інформаційними потоками. При цьому рівень споживаної енергії зазвичай прагнуть по можливості мінімізувати.

Система управління силового електронного пристрою зазвичай виконує наступні функції :

• - формування сигналів управління силовими елементами;
• - регулювання вихідних параметрів силової частини;
• - включення і відключення за заданим алгоритмом основних вузлів силової частини;
• - обмін інформацією з зовнішнім середовищем.

До системи управління відносять також елементи і вузли, що забезпечують поточний контроль стану пристрою в цілому, діагностику відмов і управління захисними пристроями. На рис. 3.1 приведена узагальнена структура СУ. У структурі виділені деякі функціональні блоки, характерні для СУ силових електронних пристроїв. Блок датчиків Д містить датчики регульованих і контрольованих параметрів. Так як зазвичай регулюються вихідні параметри, то частина датчиків безпосередньо входить у зворотний зв'язок каналу регулювання. Сигнали з цих датчиків надходять на регулятор РЕГ, в функції якого входить формування закону керування елементами силової частини. Блок ФІУ формує імпульси управління, безпосередньо надходять на силові елементи. По суті, ФІУ є согласующим пристроєм між входами силових приладів і виходом регулятора, оскільки вихідні сигнали регулятора зазвичай є малопотужними і не відповідають вимогам, що пред'являються до імпульсів управління силових приладів (тиристорів, транзисторів і ін.). Блок ФІУ називають також драйвером.

Вузли СУ виконуються на різній елементній базі: дискретні й інтегральні електронні компоненти, електромагнітні реле і ін. Для функціонування цих елементів потрібні джерела електроживлення часто з різними параметрами. У складі структури є блок вторинних джерел харчування для власних потреб, званих також джерелами оперативного харчування ІОП. У ІОП використовуються різні види перетворювачів і регуляторів, що погоджують параметри вхідного (іноді і вихідного) напруги силових ланцюгів з параметрами, необхідними для живлення елементів СУ. Поточний контроль і діагностика пристрою здійснюються блоком УКД, на вхід якого надходять сигнали здавачів контрольованих параметрів. Результати контролю і діагностики надходять на блок обробки інформації ИНФ, і потім з його виходу - на захисні пристрої ЗУ. Блок ИПФ також в загальному випадку може пов'язувати всі пристрій з зовнішнім середовищем. Наприклад, в нього можуть надходити сигнали команд на включення, виключення, зміна режиму роботи. Зазвичай ці сигнали обробляються або транслюються безпосередньо в блок комутаційної апаратури КА.

Мал. 3.1. Узагальнена структурна схема системи управління електронного

апарату

У представленій узагальненої структурі відображені характерні укрупнені функціональні блоки. У реальному апараті значна частина з них може бути відсутнім або перебувати в неявному конструктивному або функціональному вигляді.

Так як силові електронні апарати зазвичай виконуються на електронних ключах, за принципом дії їх СУ є дискретними або імпульсними. Відповідно, елементна база СУ часто поєднує елементи як цифровий, так і аналогової техніки, яка обробляє безперервні сигнали, наприклад струму або напруги. Ці сигнали потім знову можуть перетворюватися в імпульсну форму.