Հղման հաճախականությունը: Դասախոսության նշումներ. Էլեկտրոնային օսցիլոսկոպների չափագիտական ​​բնութագրերը: Լրացուցիչ ընտրանքները ներառում են

Հաճախականության սինթեզ - հաճախականությունների դիսկրետ հավաքածուի ձևավորում մեկ կամ մի քանի հղումային հաճախականություններից f on: Հղման հաճախականությունը ինքնահոսքիլատորի բարձր կայուն հաճախականություն է, սովորաբար քվարց:

Հաճախականության սինթեզատորը (MF) սինթեզի գործընթացն իրականացնող սարք է: Սինթեզատորն օգտագործվում է ռադիոկապի համակարգերի ռադիոընդունիչ և ռադիոհաղորդիչ սարքերում, ռադիոնավիգացիայի, ռադարի և այլ նպատակներով:

Սինթեզատորի հիմնական պարամետրերն են՝ ելքային ազդանշանի հաճախականության միջակայքը, N թիվը և հաճախականության ցանցի քայլը Df w, երկարաժամկետ և կարճաժամկետ հաճախականության անկայունությունը, ելքային ազդանշանի կեղծ բաղադրիչների մակարդակը և անցման ժամանակը։ մի հաճախականությունից մյուսը: Ժամանակակից սինթեզատորներում դրա ստեղծած դիսկրետ հաճախականությունների թիվը կարող է հասնել տասնյակ հազարների, իսկ ցանցի քայլը կարող է տատանվել տասնյակ հերցից մինչև տասնյակ և հարյուրավոր կիլոհերց: Երկարաժամկետ հաճախականության անկայունությունը, որը որոշվում է քվարցային ինքնաթրթռիչով, կազմում է 10 –6, իսկ հատուկ դեպքերում՝ 10 –8 ... 10 –9: Սինթեզատորի հաճախականության տիրույթը լայնորեն տարբերվում է՝ կախված այն սարքավորման նպատակից, որում այն ​​օգտագործվում է:

Գործնական հաճախականության սինթեզատորների նախագծերը շատ բազմազան են: Չնայած այս բազմազանությանը, մենք կարող ենք նշել ժամանակակից սինթեզատորների կառուցման հիմքում ընկած ընդհանուր սկզբունքները.

Բոլոր սինթեզատորները հիմնված են մեկ բարձր կայուն հղման տատանումների օգտագործման վրա՝ որոշակի հաճախականությամբ f 0, որի աղբյուրը սովորաբար տեղեկատու բյուրեղյա տատանումն է.

Բազմաթիվ հաճախականությունների սինթեզն իրականացվում է բաժանարարների, բազմապատկիչների և հաճախականության փոխարկիչների լայնածավալ օգտագործմամբ՝ ապահովելով մեկ հղման տատանումների օգտագործումը հաճախականության ցանց ձևավորելու համար.

Հաճախականության սինթեզատորների տրամադրում գրգռիչի հաճախականության տասնօրյա կարգավորումով:

Ելնելով ելքային տատանումների առաջացման մեթոդից՝ սինթեզատորները բաժանվում են երկու խմբի՝ ուղղակի (պասիվ) սինթեզի մեթոդով պատրաստված և անուղղակի (ակտիվ) սինթեզի մեթոդով։

Առաջին խումբը ներառում է սինթեզատորներ, որոնցում ելքային տատանումները ձևավորվում են հղման տատանումների հաճախականությունը բաժանելով և բազմապատկելով, որին հաջորդում են բաժանման և բազմապատկման արդյունքում ստացված հաճախականությունները գումարելով և հանելով։

Երկրորդ խումբը ներառում է սինթեզատորներ, որոնք առաջացնում են ելքային տատանումներ պարամետրային հաճախականության կայունացմամբ ներդաշնակ տատանումների տիրույթի ինքնաթրթռիչում, որի անկայունությունը վերացվում է հաճախականության ավտոմատ կառավարման (AFC) համակարգով, որը հիմնված է հղման (բարձր կայուն) հաճախականությունների վրա:

Երկու խմբերի սինթեզատորները կարող են պատրաստվել անալոգային կամ թվային տարրերի միջոցով:

Սինթեզատորներ, որոնք պատրաստված են ուղղակի սինթեզի մեթոդով:

Բարձր կայուն քվարցային տատանումները առաջացնում են f 0 հաճախականությամբ տատանումներ, որոնք մատակարարվում են MF և HF հաճախականությունների հաճախականությունների բաժանարարներին և բազմապատկիչներին:

Հաճախականության բաժանարարները կրճատում են արտանետվող գազերի հաճախականությունը f 0 մի ամբողջ թվով անգամ (d), իսկ հաճախականության բազմապատկիչները մեծացնում են այն ամբողջ թվով անգամ (k): Հղման տատանումների հաճախականության բաժանման և բազմապատկման արդյունքում ստացված հաճախականությունները (f 0) օգտագործվում են հղման հաճախականությունների ձևավորման համար հատուկ սարքերում, որոնք կոչվում են հղումային հաճախականության սենսորներ: Միջին հաճախականության սինթեզատորում հղման հաճախականության սենսորների ընդհանուր թիվը կախված է սինթեզատորի կողմից գեներացված հաճախությունների միջակայքից և հարակից հաճախականությունների միջև ընկած միջակայքից. Տասնօրյա հաճախականության կարգավորումով, յուրաքանչյուր DFC առաջացնում է տասը հղման հաճախականություն՝ հարակից հաճախականությունների միջև որոշակի ընդմիջումով: Պահանջվող սենսորների ընդհանուր թիվը որոշվում է սինթեզատորի առավելագույն հաճախականության գրառումներում թվանշանների (բիթների) քանակով:

Սենսորներում առաջացած հղման հաճախականությունները սնվում են խառնիչներին: Խառնիչի ելքում ընդգրկված վազանցով անջատվող զտիչները ընդգծում են ընդհանուր հաճախականությունը այս օրինակում՝ առաջին f 1 + f 2 ելքում, երկրորդ f 1 + f 2 + f 3 ելքում, երրորդ f 1 + f 2 + f 3 + f 4 .

Տասնօրյա կարգավորումով գրգռիչի ելքի հաճախականությունը որոշվում է յուրաքանչյուր տասնամյակի անջատիչների դիրքերով:

Սինթեզատորի ելքի հարաբերական հաճախականության անկայունությունը հավասար է արտանետվող գազի անկայունությանը: Այս տեսակի սինթեզատորի թերությունը նրա ելքում մեծ քանակությամբ համակցված հաճախականությունների առկայությունն է, ինչը բացատրվում է խառնիչների լայն կիրառմամբ։

Հաճախականության սինթեզատորներ, որոնք կառուցվել են անուղղակի սինթեզի մեթոդով

Անուղղակի սինթեզի մեթոդով պատրաստված սինթեզատորներում ելքային տատանումների աղբյուրը ներդաշնակ տատանումների միջակայքի ինքնահոսքացուցիչն է, որը ավտոմատ կերպով ճշգրտվում է BOCH-ի տեղեկատու հաճախականության բլոկում առաջացած բարձր կայուն հաճախականություններին:

AFC-ի հաճախականության ավտոմատ ճշգրտման էությունն այն է, որ բարձր կայուն հաճախականություններ օգտագործող տատանումների տատանումները փոխարկվում են AFC-ի որոշակի հաստատուն f հաճախականության, որը համեմատվում է հղման հաճախականության արժեքի հետ: Եթե ​​համեմատվող հաճախականությունները չեն համընկնում, առաջանում է հսկիչ լարում, որը մատակարարվում է կառավարվող ռեակտիվ տարրին և փոխում է նրա ռեակտիվության արժեքը (հզորությունը կամ ինդուկտիվությունը):

Վերահսկվող ռեակտիվ տարրերը ներառված են շղթայում, որը որոշում է AG-ի հաճախականությունը: AG հաճախականությունը փոխվում է այնքան ժամանակ, մինչև f AFC-ն մոտենա հղման հաճախականությանը բավական փոքր մնացորդային անջատումով:

Կախված համեմատական ​​սարքից, բոլոր AFC համակարգերը կարելի է բաժանել երեք տեսակի.

Հաճախականությամբ կառավարվող ավտոմատ կառավարման համակարգեր, որոնցում որպես համեմատական ​​սարք օգտագործվում են սև անցքերի հաճախականության դետեկտորները.

Համակարգեր փուլային կողպեքի փուլային կողպման հանգույցով, օգտագործելով փուլային դետեկտորներ PD որպես համեմատող սարք;

Զարկերակային ֆազային ավտոմատ հաճախականության վերահսկման համակարգեր (IFAP), որոնցում համեմատվող սարքը զարկերակային փուլային դետեկտորներն են IPD:

Սինթեզատորներ փուլային կողպեքի փուլային կողպմամբ, ի տարբերություն

CAP-ով սինթեզատորները մնացորդային ապամոնտաժում չունեն: PLL համակարգում համեմատող սարքը PD փուլային դետեկտորն է: Հսկիչ լարումը PD ելքի վրա համաչափ է դրան կիրառվող երկու տատանումների փուլային տարբերությանը, որոնց հաճախականությունները կայուն վիճակում հավասար են:

PD-ին մատակարարվում են մոտ հաճախականությունների երկու տատանումներ. որոնցից մեկը բարելի մեջ առաջացած f 0 հաճախականությամբ հղում է, երկրորդը խառնիչում տատանումների տատանումները փոխարկելու արտադրյալ է՝ օգտագործելով f 01 հաճախականության ցանցը տակառի հետ:

f PR = f UG – f 01:

Եթե ​​f PR-ը և f 0-ն արժեքով մոտ են, ապա PD ելքից հսկիչ լարումը փոխհատուցում է կառավարման միավորի անջատումը և f PR = f 0, և համակարգում հաստատվում է անշարժ ռեժիմ: Այնուամենայնիվ, PLL համակարգը գործում է շատ նեղ հաճախականության տիրույթում, որը չի գերազանցում մի քանի կՀց: Ուլտրաձայնային ալիքի ձևավորումն իր ամբողջ հաճախականության տիրույթում ապահովելու համար օգտագործվում է ավտոմատ որոնման համակարգ փուլային կողպման հանգույցով սինթեզատորում, որը, փոխելով ուլտրաձայնային ալիքի հաճախականությունը ամբողջ հաճախականության միջակայքում, ապահովում է, որ այն ընկնում է փուլային հանգույցի համակարգի ծածկույթի գոտում: Ավտո-որոնման համակարգը սղոցային լարման ինքնահոսքացուցիչ է, որը գործարկվում է այն ժամանակ, երբ ցածր անցումային ֆիլտրի ելքում հսկիչ լարում չկա: Հենց որ UG-ի հաճախականություններն ընկնում են PLL համակարգի գրավման գոտի, որոնման գեներատորն անջատվում է, համակարգը մտնում է ավտոմատ կարգավորման ռեժիմ՝ f PR = f 0 դինամիկ հավասարակշռությամբ:

Միջին միջակայքում տրամաբանական տարրերի օգտագործումը հանգեցրեց նոր տեսակի սինթեզատորների առաջացմանը, որոնք կոչվում են թվային։ Նրանք զգալի առավելություններ ունեն անալոգայինների նկատմամբ: Նրանք ավելի պարզ են, ավելի հուսալի շահագործման մեջ, ունեն ավելի փոքր չափսեր և քաշ:

Թվային հաճախականության փոխարկիչում տրամաբանական ինտեգրված սխեմաների օգտագործումը հնարավորություն տվեց գրեթե ամբողջությամբ վերացնել UG-ի հաճախականության փոխակերպումը, փոխարկիչները փոխարինելով հաճախականության բաժանարարով DPKD-ի փոփոխական բաժանման գործակիցով:

Սինթեզատորի բլոկ-սխեման մեկ փուլով կողպված օղակով

DPKD դիագրամում `բաժանարար` փոփոխական բաժանման գործակիցով` K-bit ծրագրավորվող թվային հաշվիչ: Շղթայի մյուս օղակների նպատակը պարզ է դառնում դրանց վրա արված մակագրություններից։ Վերահսկիչ միավորը ստանում և պահպանում է ծրագրավորման տվյալները և գեներացնում կոդային ազդանշան, որը սահմանում է N բաժանման գործակիցի արժեքը՝ կախված սինթեզատորի ստացած հրամանից։ Ֆազային կողպված հաճախականության հսկողության գործողության արդյունքում հաստատվում է զարկերակային-ֆազային դիսկրիմինատորի մուտքին հասնող ազդանշանների հաճախականությունների հավասարությունը. f 1 = f 2, ինչը թույլ է տալիս գրել հետևյալ հարաբերությունները. կայունացված և հղման ինքնաթրթռիչների հաճախականությունները՝ հաշվի առնելով բաժանման գործակիցների արժեքները.

Ըստ հաճախականության ցանցի քայլ Df w =f fl /M. Փոխելով կառավարվող N արժեքը՝ սահմանվում է կայունացված գեներատորի հաճախականության պահանջվող արժեքը, որը կարգավորող տարրի օգնությամբ կարելի է կարգավորել հաճախականության պահանջվող տիրույթում։

Ներկայումս էլեկտրոնային սարքավորումների մշակման ժամանակ մեծ ուշադրություն է դարձվում դրա բնութագրերի կայունությանը։ Բացառություն չեն նաև շարժական ռադիոհաղորդումները, ներառյալ բջջային կապը: Էլեկտրոնային սարքավորումների բաղադրիչների կայուն բնութագրերի ձեռքբերման հիմնական պայմանը հիմնական տատանվող հաճախականության կայունությունն է:

Ցանկացած էլեկտրոնային սարքավորում, ներառյալ ընդունիչները, հաղորդիչները և միկրոկոնտրոլերները, սովորաբար պարունակում են մեծ թվով գեներատորներ: Սկզբում պետք էր ջանքեր գործադրել բոլոր գեներատորների հաճախականության կայունությունն ապահովելու համար։ Թվային տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ մարդիկ սովորել են մեկ սկզբնական հաճախականությունից ձևավորել ցանկացած հաճախականության տատանում: Արդյունքում հնարավոր դարձավ լրացուցիչ միջոցներ հատկացնել ONE oscillator-ի հաճախականության կայունությունը բարձրացնելու և դրանով իսկ շատ բարձր կայունությամբ հաճախականությունների տիրույթ ստանալու համար: Այս հաճախականության գեներատորը կոչվում է տեղեկատու գեներատոր

Սկզբում LC գեներատորների կայուն տատանումներ ստանալու համար օգտագործվել են նախագծման հատուկ մեթոդներ.

• Մետաղի մետաղի ընդլայնման պատճառով ինդուկտիվության փոփոխությունը փոխհատուցվում էր առանցքային նյութ ընտրելով, որի ազդեցությունը հակառակն էր ինդուկտիվ հաղորդիչների ազդեցությանը.
• մետաղը այրվել է կերամիկական միջուկի մեջ՝ ընդարձակման ցածր ջերմաստիճանի գործակիցով.
• Շղթայում ներառվել են տարբեր ջերմաստիճանի հզորության գործակիցներով (TKE) կոնդենսատորներ:

Այս կերպ հնարավոր եղավ հասնել հղման տատանվող հաճախականության 10-4-ի կայունության (10 ՄՀց հաճախականության դեպքում հաճախականության շեղումը 1 կՀց էր)

Միաժամանակ աշխատանքներ են տարվել կայուն տատանումներ ստանալու բոլորովին այլ մեթոդների կիրառման ուղղությամբ։ Մշակվել են լարային, լարային պատառաքաղ և մագնիսական նեղացնող գեներատորներ։ Նրանց կայունությունը հասել է շատ բարձր արժեքների, բայց միևնույն ժամանակ դրանց չափերը, բարդությունը և գինը խոչընդոտել են դրանց լայն տարածմանը։ Հեղափոխական բեկում էր գեներատորների զարգացումը, օգտագործելով. Երկբևեռ տրանզիստորի վրա պատրաստված քվարցային տատանումների ամենատարածված սխեմաներից մեկը ներկայացված է Նկար 1-ում:

Այս հղման տատանվող շղթայում ամպլիտուդային հավասարակշռությունը ապահովվում է տրանզիստորի VT1-ով, իսկ փուլային հավասարակշռությունը՝ Z1, C1, C2 շղթայով: Գեներատորը հավաքվում է ստանդարտի համաձայն: Տարբերությունն այն է, որ ինդուկտորի փոխարեն օգտագործվում է քվարցային ռեզոնատոր Z1։ Հարկ է նշել, որ այս սխեմայում անհրաժեշտ չէ օգտագործել. Հաճախ դա միանգամայն բավարար է ստացվում։ Նմանատիպ դիագրամը ներկայացված է Նկար 2-ում:

Նկար 1-ում և 2-ում ներկայացված քվարցային տատանումների սխեմաները հնարավորություն են տալիս ստանալ 10-5 կարգի հղման տատանումների հաճախականության կայունությունը: Եթե ​​հղումային տատանումների ելքում կան կողմնակի տատանումներ, ապա նրա տատանումները կարող են ֆիքսվել: Արդյունքում, բյուրեղյա տատանումները կստեղծեն տատանումներ միջամտության հաճախականությամբ: Որպեսզի այս երևույթը չդրսևորվի հղման տատանիչում, դրա ելքում սովորաբար տեղադրվում է ուժեղացուցիչ, որի հիմնական նպատակն է թույլ չտալ, որ արտաքին տատանումները անցնեն քվարցային տատանվող: Նմանատիպ դիագրամ ներկայացված է Նկար 3-ում:

Հավասարապես կարևոր պարամետրը, որը մեծապես որոշում է տատանողի ֆազային աղմուկը (թվային սխեմաների համար՝ համաժամացման ազդանշանի ցնցում), մատակարարման լարումն է, հետևաբար տեղեկատու բյուրեղյա թրթռիչները սովորաբար սնվում են բարձր կայուն, ցածր աղմուկի լարման աղբյուրից և հզորությունը զտված է RC կամ LC սխեմաներով:

Քվարցային օսլիլատորի հաճախականության անկայունության մեջ ամենամեծ ներդրումը կատարում է քվարցային ռեզոնատորի ռեզոնանսային հաճախականության ջերմաստիճանային կախվածությունը։ Բյուրեղյա տեղեկատու տատանվող ռեզոնատորների արտադրության մեջ սովորաբար օգտագործվում են AT-հատումներ, որոնք ապահովում են հաճախականության լավագույն կայունությունը՝ կախված ջերմաստիճանից։ Այն 1*10 -5 է (10 միլիոներորդական կամ 10 ppm): AT կտրվածքով քվարցային ռեզոնատորների հաճախականության կախվածության օրինակը տարբեր կտրվածքի անկյուններում ջերմաստիճանից (կտրման անկյունի քայլ 10") ներկայացված է Նկար 4-ում:

1*10 -5 հաճախականության անկայունությունը բավարար է ռադիոէլեկտրոնային սարքերի մեծ մասի համար, ուստի քվարցային տատանվողները շատ լայնորեն օգտագործվում են առանց հաճախականության կայունությունը բարձրացնելու հատուկ միջոցների: Բյուրեղներով կայունացված հղման տատանումները առանց հաճախականության կայունացման լրացուցիչ միջոցների կոչվում են XO:

Ինչպես երևում է Նկար 4-ից, AT-կտրված քվարցային ռեզոնատորի թյունինգի հաճախականության կախվածությունը ջերմաստիճանից քաջ հայտնի է: Ավելին, այս կախվածությունը կարող է փորձարարական կերպով հեռացնել քվարցային ռեզոնատորի յուրաքանչյուր կոնկրետ օրինակի համար: Հետևաբար, եթե դուք անընդհատ չափում եք քվարց բյուրեղի ջերմաստիճանը (կամ քվարցային հղման տատանվող ջերմաստիճանը), ապա հղման տատանումների հաճախականությունը կարող է տեղափոխվել անվանական արժեք՝ ավելացնելով կամ նվազեցնելով քվարցային ռեզոնատորին միացված լրացուցիչ հզորությունը։ .

Կախված հաճախականության վերահսկման սխեմայից՝ նման տեղեկատու տատանվողները կոչվում են TCXO (ջերմաստիճանի փոխհատուցվող բյուրեղյա տատանիչներ) կամ MCXO (միկրոկառավարիչով կառավարվող բյուրեղյա տատանիչներ): Նման քվարցային հղման տատանիչների հաճախականության կայունությունը կարող է հասնել 0,5*10 -6 (0,5 միլիոներորդ կամ 0,5 ppm)

Որոշ դեպքերում, հղման տատանիչները հնարավորություն են տալիս կարգավորել անվանական առաջացման հաճախականությունը փոքր սահմաններում: Հաճախականության ճշգրտումն իրականացվում է քվարցային ռեզոնատորի հետ կապված վարիկապի վրա կիրառվող լարման միջոցով: Գեներատորի հաճախականության ճշգրտման տիրույթը չի գերազանցում տոկոսի մասնաբաժինը: Նման գեներատորը կոչվում է VCXO: Հղման տատանվող շղթայի մի մասը (առանց ջերմային փոխհատուցման շղթայի) ներկայացված է Նկար 5-ում:

Ներկայումս շատ ընկերություններ արտադրում են տեղեկատու տատանիչներ՝ մինչև 0,5 * 10 -6 հաճախականության կայունությամբ փոքր չափի տնակներում: Նման հղման գեներատորի գծագրի օրինակը ներկայացված է Նկար 6-ում:

Գրականություն:

«Հղում տատանվողներ» հոդվածի հետ մեկտեղ կարդացեք.

http://site/WLL/KvGen.php

http://site/WLL/synt.php

Ըստ վերջին վիճակագրության՝ աշխարհում արտադրվող ողջ էլեկտրաէներգիայի մոտավորապես 70%-ը սպառվում է էլեկտրական շարժիչներով։ Եվ ամեն տարի այդ տոկոսն աճում է։

Էլեկտրական շարժիչի կառավարման ճիշտ ընտրված մեթոդով հնարավոր է ձեռք բերել առավելագույն արդյունավետություն, առավելագույն պտտող մոմենտ էլեկտրական մեքենայի լիսեռի վրա, և միևնույն ժամանակ կբարձրանա մեխանիզմի ընդհանուր կատարումը: Արդյունավետ աշխատող էլեկտրական շարժիչները սպառում են նվազագույն էլեկտրաէներգիա և ապահովում են առավելագույն արդյունավետություն:

Ինվերտորով աշխատող էլեկտրական շարժիչների համար արդյունավետությունը մեծապես կախված կլինի էլեկտրական մեքենայի կառավարման ընտրված մեթոդից: Միայն հասկանալով յուրաքանչյուր մեթոդի արժանիքները, ինժեներները և շարժիչ համակարգերի դիզայներները կարող են առավելագույն արդյունավետություն ստանալ յուրաքանչյուր կառավարման մեթոդից:
Բովանդակություն:

Վերահսկողության մեթոդներ

Շատ մարդիկ, ովքեր աշխատում են ավտոմատացման ոլորտում, բայց սերտորեն ներգրավված չեն էլեկտրական շարժիչ համակարգերի մշակման և ներդրման մեջ, կարծում են, որ էլեկտրական շարժիչի կառավարումը բաղկացած է հրամանների հաջորդականությունից, որոնք մուտքագրվում են կառավարման վահանակից կամ համակարգչից ինտերֆեյսի միջոցով: Այո, ավտոմատացված համակարգի կառավարման ընդհանուր հիերարխիայի տեսանկյունից դա ճիշտ է, բայց կան նաև էլեկտրական շարժիչը կառավարելու եղանակներ: Հենց այս մեթոդները առավելագույն ազդեցություն կունենան ամբողջ համակարգի աշխատանքի վրա:

Հաճախականության փոխարկիչին միացված ասինխրոն շարժիչների համար կան չորս հիմնական կառավարման մեթոդներ.

• U/f – վոլտ մեկ հերց;
• U/f կոդավորիչով;
• Բաց հանգույցի վեկտորի կառավարում;
• Փակ հանգույցի վեկտորի կառավարում;

Բոլոր չորս մեթոդներն օգտագործում են PWM իմպուլսի լայնության մոդուլյացիան, որը փոխում է ֆիքսված ազդանշանի լայնությունը՝ փոխելով իմպուլսների լայնությունը՝ անալոգային ազդանշան ստեղծելու համար:

Զարկերակային լայնության մոդուլյացիան կիրառվում է հաճախականության փոխարկիչի վրա՝ օգտագործելով ֆիքսված DC ավտոբուսի լարումը: արագ բացվելով և փակելով (ավելի ճիշտ՝ միացնելով) նրանք առաջացնում են ելքային իմպուլսներ։ Ելքի վրա այս իմպուլսների լայնությունը փոփոխելով՝ ստացվում է ցանկալի հաճախականության «սինուսոիդ»: Նույնիսկ եթե տրանզիստորների ելքային լարման ձևը իմպուլսային է, հոսանքը դեռ ստացվում է սինուսոիդի տեսքով, քանի որ էլեկտրական շարժիչն ունի ինդուկտիվություն, որն ազդում է հոսանքի ձևի վրա: Բոլոր կառավարման մեթոդները հիմնված են PWM մոդուլյացիայի վրա: Կառավարման մեթոդների տարբերությունը կայանում է միայն էլեկտրական շարժիչին մատակարարվող լարման հաշվարկման մեթոդի մեջ:

Այս դեպքում կրիչի հաճախականությունը (ցուցված է կարմիրով) ներկայացնում է տրանզիստորների միացման առավելագույն հաճախականությունը: Ինվերտորների կրիչի հաճախականությունը սովորաբար գտնվում է 2 կՀց - 15 կՀց միջակայքում: Հաճախականության հղումը (ցուցված է կապույտով) ելքային հաճախականության հրամանի ազդանշանն է: Սովորական էլեկտրական շարժիչ համակարգերում օգտագործվող ինվերտորների համար, որպես կանոն, այն տատանվում է 0 Հց-ից մինչև 60 Հց: Երբ երկու հաճախականության ազդանշանները միմյանց վրա դրվում են, ազդանշան կթողարկվի տրանզիստորը բացելու համար (նշված է սևով), որը էլեկտրաշարժիչին լարում է մատակարարում:

U/F կառավարման մեթոդ

Վոլտ-մեկ Հց-ի կառավարումը, որն առավել հաճախ կոչվում է U/F, թերևս ամենապարզ կառավարման մեթոդն է: Այն հաճախ օգտագործվում է պարզ էլեկտրական շարժիչ համակարգերում՝ շնորհիվ իր պարզության և շահագործման համար անհրաժեշտ պարամետրերի նվազագույն քանակի: Կառավարման այս մեթոդը չի պահանջում կոդավորիչի և պարտադիր կարգավորումների պարտադիր տեղադրում փոփոխական հաճախականությամբ էլեկտրական շարժիչի համար (սակայն խորհուրդ է տրվում): Սա հանգեցնում է օժանդակ սարքավորումների (սենսորներ, հետադարձ կապի լարեր, ռելեներ և այլն) ծախսերի նվազմանը: U/F հսկողությունը բավականին հաճախ օգտագործվում է բարձր հաճախականության սարքավորումներում, օրինակ, այն հաճախ օգտագործվում է CNC մեքենաներում՝ spindle պտտումը վարելու համար:

Մշտական ​​ոլորող մոմենտի մոդելն ունի հաստատուն ոլորող մոմենտ ամբողջ արագության միջակայքում՝ նույն U/F հարաբերակցությամբ: Փոփոխական ոլորող մոմենտ հարաբերակցության մոդելը ցածր արագությունների դեպքում ունի ավելի ցածր մատակարարման լարում: Սա անհրաժեշտ է էլեկտրական մեքենայի հագեցվածությունը կանխելու համար:

U/F-ն ասինխրոն էլեկտրական շարժիչի արագությունը կարգավորելու միակ միջոցն է, որը թույլ է տալիս կառավարել մի քանի էլեկտրական կրիչներ մեկ հաճախականության փոխարկիչից։ Համապատասխանաբար, բոլոր մեքենաները միաժամանակ միանում և կանգ են առնում և աշխատում են նույն հաճախականությամբ:

Բայց այս հսկողության մեթոդը մի քանի սահմանափակումներ ունի. Օրինակ, առանց կոդավորիչի U/F կառավարման մեթոդի կիրառման ժամանակ բացարձակապես վստահություն չկա, որ ասինխրոն մեքենայի լիսեռը պտտվում է: Բացի այդ, էլեկտրական մեքենայի մեկնարկային մոմենտը 3 Հց հաճախականությամբ սահմանափակվում է 150%-ով: Այո, սահմանափակ ոլորող մոմենտն ավելի քան բավարար է գոյություն ունեցող սարքավորումների մեծ մասը տեղավորելու համար: Օրինակ, գրեթե բոլոր օդափոխիչները և պոմպերը օգտագործում են U/F կառավարման մեթոդը:

Այս մեթոդը համեմատաբար պարզ է իր ավելի թույլ բնութագրերի շնորհիվ: Արագության կարգավորումը սովորաբար գտնվում է առավելագույն ելքային հաճախականության 2%-3%-ի սահմաններում: Արագության արձագանքը հաշվարկվում է 3 Հց-ից բարձր հաճախականությունների համար: Հաճախականության փոխարկիչի արձագանքման արագությունը որոշվում է հղման հաճախականության փոփոխություններին նրա արձագանքման արագությամբ: Որքան բարձր է արձագանքման արագությունը, այնքան ավելի արագ էլեկտրական շարժիչը կարձագանքի արագության կարգավորումների փոփոխություններին:

U/F մեթոդի կիրառման դեպքում արագության վերահսկման միջակայքը 1:40 է: Այս հարաբերակցությունը բազմապատկելով էլեկտրական շարժիչի առավելագույն աշխատանքային հաճախականությամբ՝ մենք ստանում ենք նվազագույն հաճախականության արժեքը, որով կարող է աշխատել էլեկտրական մեքենան: Օրինակ, եթե առավելագույն հաճախականության արժեքը 60 Հց է, իսկ միջակայքը՝ 1։40, ապա նվազագույն հաճախականության արժեքը կլինի 1,5 Հց։

U/F օրինաչափությունը որոշում է հաճախականության և լարման միջև կապը փոփոխական հաճախականության շարժիչի շահագործման ընթացքում: Ըստ այդմ, պտտման արագության սահմանման կորը (շարժիչի հաճախականությունը) հաճախականության արժեքից բացի որոշելու է նաև էլեկտրական մեքենայի տերմինալներին մատակարարվող լարման արժեքը։

Օպերատորները և տեխնիկները կարող են ընտրել U/F կառավարման ցանկալի օրինակը մեկ պարամետրով ժամանակակից հաճախականության փոխարկիչում: Նախապես տեղադրված կաղապարներն արդեն օպտիմիզացված են կոնկրետ հավելվածների համար: Կան նաև հնարավորություններ ստեղծելու ձեր սեփական ձևանմուշները, որոնք օպտիմիզացված կլինեն որոշակի փոփոխական հաճախականության շարժիչի կամ էլեկտրական շարժիչի համակարգի համար:

Սարքերը, ինչպիսիք են օդափոխիչները կամ պոմպերը, ունեն բեռի ոլորող մոմենտ, որը կախված է դրանց պտտման արագությունից: U/F օրինաչափության փոփոխական ոլորող մոմենտը (վերևում գտնվող նկարը) կանխում է կառավարման սխալները և բարելավում է արդյունավետությունը: Այս կառավարման մոդելը նվազեցնում է ցածր հաճախականությունների մագնիսացնող հոսանքները՝ նվազեցնելով էլեկտրական մեքենայի լարումը:

Մշտական ​​ոլորող մոմենտ ստեղծելու մեխանիզմները, ինչպիսիք են փոխակրիչները, էքստրուդատորները և այլ սարքավորումները, օգտագործում են մշտական ​​ոլորող մոմենտ կարգավորելու մեթոդ: Մշտական ​​ծանրաբեռնվածության դեպքում անհրաժեշտ է լրիվ մագնիսացնող հոսանք բոլոր արագություններով: Համապատասխանաբար, բնութագիրը ունի ուղիղ թեքություն ամբողջ արագության միջակայքում:

U/F կառավարման մեթոդ կոդավորիչով

Եթե ​​անհրաժեշտ է բարձրացնել ռոտացիայի արագության վերահսկման ճշգրտությունը, կառավարման համակարգին ավելացվում է կոդավորիչ: Արագության հետադարձ կապի ներդրումը կոդավորիչի միջոցով թույլ է տալիս բարձրացնել կառավարման ճշգրտությունը մինչև 0,03%: Ելքային լարումը դեռ որոշվելու է նշված U/F օրինակով:

Այս վերահսկման մեթոդը լայնորեն չի կիրառվում, քանի որ այն առավելությունները, որոնք տալիս է ստանդարտ U/F ֆունկցիաների համեմատ, նվազագույն են: Մեկնարկային մոմենտը, արձագանքման արագությունը և արագության վերահսկման միջակայքը բոլորը նույնական են ստանդարտ U/F-ի հետ: Բացի այդ, երբ գործառնական հաճախականությունները մեծանում են, կարող են խնդիրներ առաջանալ կոդավորիչի աշխատանքի հետ, քանի որ այն ունի սահմանափակ թվով պտույտներ:

Բաց հանգույցի վեկտորի կառավարում

Բաց հանգույցի վեկտորային կառավարումը (VC) օգտագործվում է էլեկտրական մեքենայի ավելի լայն և դինամիկ արագության վերահսկման համար: Հաճախականության փոխարկիչից սկսելիս էլեկտրական շարժիչները կարող են զարգացնել մեկնարկային ոլորող մոմենտ՝ գնահատված պտտման 200%-ի չափով ընդամենը 0,3 Հց հաճախականությամբ: Սա զգալիորեն ընդլայնում է մեխանիզմների ցանկը, որտեղ կարող է օգտագործվել ասինխրոն էլեկտրական շարժիչ՝ վեկտորի կառավարմամբ: Այս մեթոդը նաև թույլ է տալիս վերահսկել մեքենայի ոլորող մոմենտը բոլոր չորս քառորդներում:

Ոլորող մոմենտը սահմանափակվում է շարժիչով: Սա անհրաժեշտ է սարքավորումների, մեքենաների կամ արտադրանքի վնասումը կանխելու համար: Ոլորող մոմենտների արժեքը բաժանվում է չորս տարբեր քառորդների՝ կախված էլեկտրական մեքենայի պտտման ուղղությունից (առաջ կամ հետընթաց) և կախված նրանից, թե արդյոք էլեկտրական շարժիչը գործարկում է . Սահմանափակումները կարող են սահմանվել յուրաքանչյուր քառորդի համար առանձին, կամ օգտագործողը կարող է սահմանել ընդհանուր ոլորող մոմենտը հաճախականության փոխարկիչում:

Ասինխրոն մեքենայի շարժիչի ռեժիմը կտրամադրվի այնպես, որ ռոտորի մագնիսական դաշտը հետ մնա ստատորի մագնիսական դաշտից: Եթե ​​ռոտորի մագնիսական դաշտը սկսում է գերազանցել ստատորի մագնիսական դաշտը, ապա մեքենան կմտնի ռեգեներատիվ արգելակման ռեժիմ՝ էներգիայի արտանետմամբ, այլ կերպ ասած՝ ասինխրոն շարժիչը կանցնի գեներատորի ռեժիմին:

Օրինակ, շիշը փակող մեքենան կարող է օգտագործել ոլորող մոմենտ սահմանափակող ոլորող մոմենտը 1-ին քառորդում (առաջ ուղղությունը դրական ոլորող մոմենտով), որպեսզի կանխի շշի կափարիչի չափից ավելի ձգումը: Մեխանիզմը առաջ է շարժվում և օգտագործում է դրական ոլորող մոմենտ՝ շշի կափարիչը խստացնելու համար: Բայց այնպիսի սարք, ինչպիսին է վերելակը, որի հակակշիռը ավելի ծանր է, քան դատարկ վագոնը, կօգտագործի քառակուսի 2 (հակադարձ պտույտ և դրական ոլորող մոմենտ): Եթե ​​խցիկը բարձրանում է վերին հարկ, ապա ոլորող մոմենտը հակառակ կլինի արագությանը: Սա անհրաժեշտ է բարձրացնելու արագությունը սահմանափակելու և հակակշիռի ազատ անկումը կանխելու համար, քանի որ այն ավելի ծանր է, քան խցիկը:

Այս հաճախականության փոխարկիչներում ընթացիկ հետադարձ կապը թույլ է տալիս սահմաններ սահմանել էլեկտրական շարժիչի ոլորող մոմենտի և հոսանքի վրա, քանի որ հոսանքի մեծացմանը զուգահեռ մեծանում է նաև ոլորող մոմենտը: Inverter-ի ելքային լարումը կարող է աճել, եթե մեխանիզմը պահանջում է ավելի մեծ ոլորող մոմենտ կամ նվազում, եթե հասնում է դրա առավելագույն թույլատրելի արժեքը: Սա ասինխրոն մեքենայի վեկտորի կառավարման սկզբունքը դարձնում է ավելի ճկուն և դինամիկ՝ համեմատած U/F սկզբունքի հետ:

Նաև վեկտորային կառավարմամբ և բաց հանգույցով հաճախականության փոխարկիչները ունեն 10 Հց արագության ավելի արագ արձագանք, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործել այն հարվածային բեռներով մեխանիզմներում: Օրինակ, ժայռերի ջարդիչներում բեռը անընդհատ փոփոխվում է և կախված է մշակվող ապարի ծավալից և չափերից:

Ի տարբերություն U/F կառավարման օրինաչափության, վեկտորային կառավարումն օգտագործում է վեկտորային ալգորիթմ՝ որոշելու էլեկտրական շարժիչի առավելագույն արդյունավետ գործառնական լարումը։

VU-ի վեկտորային կառավարումը լուծում է այս խնդիրը շարժիչի հոսանքի վրա հետադարձ կապի առկայության պատճառով: Որպես կանոն, ընթացիկ հետադարձ կապը ստեղծվում է հենց հաճախականության փոխարկիչի ներքին ընթացիկ տրանսֆորմատորների կողմից: Օգտագործելով ստացված ընթացիկ արժեքը, հաճախականության փոխարկիչը հաշվարկում է էլեկտրական մեքենայի ոլորող մոմենտը և հոսքը: Հիմնական շարժիչի հոսանքի վեկտորը մաթեմատիկորեն բաժանվում է մագնիսացնող հոսանքի (I d) և ոլորող մոմենտ (I q) վեկտորի:

Օգտագործելով էլեկտրական մեքենայի տվյալները և պարամետրերը, ինվերտորը հաշվարկում է մագնիսացնող հոսանքի (I d) և ոլորող մոմենտների (I q) վեկտորները: Առավելագույն արդյունավետության հասնելու համար հաճախականության փոխարկիչը պետք է Id և I q-ն իրարից բաժանի 90 0 անկյան տակ: Սա նշանակալի է, քանի որ sin 90 0 = 1, իսկ 1 արժեքը ներկայացնում է առավելագույն ոլորող մոմենտ արժեքը:

Ընդհանուր առմամբ, ինդուկցիոն շարժիչի վեկտորային կառավարումն ապահովում է ավելի խիստ հսկողություն: Արագության կարգավորումը մոտավորապես առավելագույն հաճախականության ±0.2%-ն է, իսկ կարգավորման միջակայքը հասնում է 1:200-ի, ինչը կարող է պահպանել ոլորող մոմենտը ցածր արագություններով աշխատելիս:

Վեկտորային հետադարձ կապի վերահսկում

Հետադարձ կապի վեկտորային կառավարումն օգտագործում է նույն կառավարման ալգորիթմը, ինչ բաց հանգույցով VAC-ը: Հիմնական տարբերությունը կոդավորիչի առկայությունն է, որը թույլ է տալիս փոփոխական հաճախականության շարժիչին զարգացնել 200% մեկնարկային ոլորող մոմենտ 0 rpm-ում: Այս կետը պարզապես անհրաժեշտ է վերելակներից, կռունկներից և այլ ամբարձիչ մեքենաներից շարժվելիս սկզբնական պահ ստեղծելու համար, որպեսզի կանխվի բեռի ընկնելը:

Արագության հետադարձ կապի սենսորի առկայությունը թույլ է տալիս բարձրացնել համակարգի արձագանքման ժամանակը ավելի քան 50 Հց, ինչպես նաև ընդլայնել արագության վերահսկման միջակայքը մինչև 1:1500: Նաև հետադարձ կապի առկայությունը թույլ է տալիս վերահսկել ոչ թե էլեկտրական մեքենայի արագությունը, այլ ոլորող մոմենտը: Որոշ մեխանիզմներում մեծ նշանակություն ունի ոլորող մոմենտի արժեքն է: Օրինակ, ոլորուն մեքենա, խցանման մեխանիզմներ և այլն: Նման սարքերում անհրաժեշտ է կարգավորել մեքենայի ոլորող մոմենտը։