Контрольная работа по Автоматизация на тему Составить схему тиристорного регулятора напряжения, Составить схему компенсационного стабилизатора напряжения на основе операционного усилителя.

Задание 1
Составить схему тиристорного регулятора напряжения, содержащего мостовой выпрямитель, тиристор, нагрузку с заданным сопротивлением Rн и блок импульсно-фазового управления.

Поскольку диоды стоят дешевле тиристора, решено было применить тиристорно-диодную мостовую схему выпрямления с обратным диодом для улучшения коэффициента мощности в случае индуктивно-емкостной нагрузки.
Рис.1. Схема тиристорно-диодного моста с системой импульсно-фазового управления.
На Рис.1 показана схема такого выпрямителя. СИФУ (система импульсно-фазового регулирования) изображена в виде функциональной схемы. Пояснения: К – компаратор, ГПН – генератор пилообразного напряжения, ГВЧ – генератор импульсов высокой частоты, УИ – усилитель импульсов, ИТр – импульсный трансформатор. На Рис.2 показаны временные диаграммы напряжения системы и форма напряжения на выходе и на тиристорах. Напряжение с входного напряжения выпрямителя поступает в систему синхронизации через делители R1-R5. На выходе компараторов К1 и К2 оно превращается в прямоугольное, далее поступает на ГПН (генераторы пилообразного напряжения). Выходное напряжение ГПН сравнивается в компараторах К3 и К4 с опорным (управляющим) напряжением и формирует импульсы, длительность и фаза которых пропорциональны управляющему напряжению. Выходные импульсы К3 поступают на усилитель импульсов УИ1 и далее на развязывающий импульсный трансформатор и управляющий переход тиристора VS2. Работа канала управления тиристором VS1 аналогична, однако временные диаграммы выходных напряжения К2, К4, УИ2, ГПН2 сдвинуты относительно аналогичных на 180 градусов (на эпюрах не показаны). В тиристорных и тиристорно-диодных выпрямителях подобного типа угол управления может меняться от 0 до 180 градусов, поэтому тиристоры и диоды будем выбирать по току и напряжению, исходя из нулевого угла управления и максимального тока и напряжения
Рис.2. Временные диаграммы выходного напряжения, напряжения на тиристоре и диаграммы СИФУ.
Как следует из Рис.2, максимальное напряжение на тиристорах равно амплитуде входного напряжения. Амплитуда равна 14√2 ≈ 20 В. Выбираем тиристоры и диоды по напряжению исходя из этих данных, но с запасом. При нулевом угле управления среднее значение выходного напряжения равно согласно [1].
Таким образом, максимальное среднее значение выпрямленного напряжения Ud равно 14∙0,9 = 12,6 В. Среднее значение выпрямленного тока тогда 12,6/11 = 1,14А. Средний ток через тиристор и через диоды VD1 и VD2 равен 1,14/2 = 0,6 А. Выбираем с запасом по току и по напряжению. Тиристоры – КУ201Г с параметрами: средний ток 2А, максимальное напряжение 100В. Диоды – импортные RL202-TP с аналогичными характеристиками. Примечание: 1) по напряжению следует выбирать с запасом из-за коммутационных выбросов и переходных процессов, 2) тиристоров с токами меньше 1-2 А очень мало, поэтому выбрали самые общедоступные.
Мощность в нагрузке, однако, зависит от действующего напряжения, а не от среднего. Напряжение среднее, как нетрудно видеть, не отличается от действующего значения входного напряжения и равно 14 В.

Задание 2
Составить схему компенсационного стабилизатора напряжения на основе операционного усилителя (ОУ) типа К14ОУД5А и стабилитрона КС133А. Определить необходимое входное напряжение стабилизатора, выбрать тип силового транзистора, рассчитать сопротивление всех резисторов в схеме и падение выходного напряжения Uвых. при подключении нагрузки.