Интегральные микросхемы

Триггер - электронное устройство, которое может находиться в двух устойчивых состояниях, поэтому они применяются в статических оперативных запоминающих устройствах (СОЗУ) как элемент памяти на один бит информации. Триггеры подразделяются на тактируемые (синхронные) и нетактируемые (асинхронные). Синхронный триггер меняет свое только при подаче определенного сигнала на тактируемый вход, причем тактирование может, осуществляется как по уровню ("1" или "0"), так и по фронту сигнала (переход "1" -> "0" или наоборот). Различают RS, D, T и JK триггеры. На рис.3 показана реализация асинхронного RS-триггера на ИЛИ-НЕ элементах (подумайте: как реализовать RS-триггер на И-НЕ элементах). Входы триггера обозначены буквами R (reset-сброс) и S (set-установка). Таблица истинности RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ приведена ниже.

Здесь состояние S=1 и R=1 является неопределенным (проанализируйте работу схемы и скажите почему?).

Рис.3 RS-триггер

D-триггер (delay-задержка) имеет два входа: D - информационный и C - тактовый (рис,4 А) и работает с нижеприведенной таблицей),тактирование осуществляется передним фронтом):

Более сложную функциональную нагрузку может нести JK-триггер (рис. 4 B). J и K - входы такого устройства - управляющие, а C - тактовый. Подавая на входы J и K логические "1" и "0" можно установить необходимое состояние выхода Q, т.е. JK-триггер работает как RS-триггер. Когда J=K=1 данное устройство перебрасывается в противоположное состояние (по приходу тактового импульса) т.е. работает как двоичный счетчик (или Т -триггер). состояние J=K=0 - хранение информации. Кроме J и K входов схема может иметь и нетактируемые R и S входы. Работу JK-триггера можно представить таблицей:

Здесь Q и Q* - состояние выхода до и после прихода синхроимпульса на вход С.

Рис. 4 D-триггер (A) и JK-триггер (B).

Регистры, счетчики, дешифраторы

Регистры - схемы, служащие для кратковременного запоминания многоразрядных двоичных чисел и состоящие из нескольких триггеров. Различают регистры с параллельным и последовательным вводом и выводом информации. Регистры сдвига имеют последовательный вход и параллельный выход, т.е. могут служить для преобразования последовательного кода в параллельный. Регистры, в которых сдвиг информации возможен как вправо, так и влево, называются реверсивными. На рис.5 показан регистр К155ИР1.

Рис.5 Регистр К155ИР1 в качестве кольцевого счетчика.

Здесь входы D1-D4 - для приема параллельного кода, а вход I - для приема последовательного, Q1-Q4 - выход информации в параллельном коде. Запись параллельного кода с D1-D4 происходит при V="1" и поступлении на тактовый вход C1 импульса. Запись последовательного кода осуществляется с входа I при V="0". После поступления 4 тактовых импульсов на вход С2 на выходах Q1-Q4 будет параллельный код.

Замкнув в кольцо регистр сдвига можно получить кольцевой счетчик, например как на рис.5. Начальная установка осуществляется при V="1" подачей импульса на С1. В счетном режиме, когда V="0" и тактовые импульсы поступают на С2, наблюдается сдвиг логической единицы по кольцу на выходах Q1-Q4: 1000, 0100, 0010, 0001 и т.д. с коэффициентом пересчета равным 4. Возникновение случайной помехи ("0") на D1 приведет к стиранию "бегающей" единички. Соединив выходы Q1-Q4 через элемент ИЛИ-НЕ с входов I получим кольцевой счетчик с коэффициентом 5 без влияния помех.Простейшим счетчиком с модулем счета 2 может служить триггер. Соединив последовательно N триггеров получим двоичный счетчик с модулем счета 2N. Различают суммирующие и вычитающие, а также реверсивные счетчики (рис.6А). Здесь Т(+) и Т(-) - счетные входы, R и S - установочные входы, Q1-Q4 - выходы.

Рис.6 Реверсивный счетчик и дешифратор.

Кроме двоичных счетчиков часто используются десятичные, которые можно построить из двоичного счетчика и дешифратора (рис.6B). Шифраторы и дешифраторы применяются для преобразования код-код.

Тормозные режимы ДПТ: виды, характеристики. Изменение направления вращения.

При использовании и электроприводе постоянного токе двигателя с независимым возбуждением (напряжение возбуждения Uv ток вочзбждения /„, сопротивление обмотки возбуждения Rв (рис. 3.3, а) уравнение электромеханической характеристики w(I) получитcz подстановкой (3.2) в (3.3) и решением относительно w:

w=(U -IR)/КФ

Механическую характеристику ш(Л/) получим, подставив в (3.4) ток, выраженный из (3.1):

w=

При заданных U, Ф и R уравнения (3.4) и (3.5) однозначно определяют связь между w, I и М в любых режимах. Характеристики w(M) и w(I)-- это прямые линии, проходящие через две характерные точки: М= О, w=w0 и w=0, I = Iк з, М = Мкзк при Ф = const они различаются лишь масштабами по оси абсцисс.

Рис.3.3. Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения (а) и ме-«иническис (электромеханические) характеристики при U= const (б)

Скорость w0 = U)/КФ (рис. 3.3, б) соответствует режиму идеального холостого хода: M = 0,E=U направлены встречно. ,. Величина ?w=MR/(KФ)? -- перепад скорости под влиянием нагрузки.

Увеличив нагрузку при определенных условиях, которые рассматриваются ниже, можно прийти к режиму короткого замыкания w=0

I= U/R = Iк.з М=kФIк.з+Мк.з

При изменении полярности U характеристика займет положение, показанное на рис. 3.3 б штриховой линией.

Участки характеристики между точками w0 и Мк.з, где знаки w и М совпадают, соответствуют, как было условлено ранее, двигательным режимам работы; участки с разными знаками w и М -- тормозным режимам.

Тормозные режимы -- это генераторные режимы, поскольку механическая энергия, поступившая с вала машины, преобразуется в электрическую и передается через выводы машины. В зависимости от того, куда поступает электрическая энергия, различают три тормозных режима.

Торможение с отдачей энергии в сеть (рекуперативное) или генераторный режим работы параллельно с сетью. Если якорь двигателя вращать от некоторого постороннего источника со скоростью, превышающей скорость идеального холостого хода, то ЭДС двигателя будет больше приложенного напряжения, в результате чего ток в якоре двигателя и момент изменят свой знак. Механическая энергия, поступающая при этом на вал двигателя, преобразуется в электрическую и за вычетом потерь в двигателе рекуперируется в сеть.

На механических характеристиках торможению с отдачей энергии в сеть соответствуют участки ab и а'Ь' (рис. 3.3, б).

Торможение противовключением или генераторный резким работы последовательно с сетью. В режиме противовключения изменяется знак скорости двигателя при сохранении знака момента или знак момента двигателя при сохранении знака скорости. Первый случай имеет место при воздействии активного момента статической нагрузки, превышающего момент короткого замыкания на данной характеристике.

В результате изменения знака скорости ЭДС двигателя будет совпадать с приложенным напряжением и ток в якоре определится выражением

I=(U+E)IR.

Второй случай используется для останова двигателя путем изменения полярности напряжения, подводимого к его якорю.

Вследствие механической инерции скорость двигателя и ЭДС в начальный момент сохраняются неизменными, а ток будет равен

I=(-U-E)IR.

На механических характеристиках (рис. 3.3, б) торможению противовключением соответствуют участки cd и с'а".

В режиме торможения противовключением энергия поступает в привод и со стороны механизма, и от сети и рассеивается в сопротивлениях якорной цепи; в предыдущем случае энергия, поступающая от механизма, передавалась в сеть.

Динамическое торможение или генераторный режим работы независимо от сети. Если якорная цепь отключена от источника питания и замкнута на внешний резистор, то при вращении двигателя от внешнего источника или по инерции в якорной цепи индуцируется ЭДС и протекает ток I = -- EIR, создающий момент. Характеристики проходят через начало координат -- штрих-пунктирная линия на рис. 3.3, б. Энергия, поступившая с вала, рассеивается в тормозном резисторе.

Реверсирование двигателя постоянного тока

Для того чтобы изменить направление вращения двигателя постоянного тока необходимо изменить полярность питания на обмотке возбуждения или якоре. Изменение полярности питания двигателя направление вращения не изменит. Простейшая схема реверсирования двигателя приведена на рис.34.

Рис.34

Схема состоит из двух магнитных пускателей К1 и К2, кнопок ПВ («Пуск вперед»), ПН («Пуск назад») и СТ («Стоп»), двигателя постоянного тока.

При включении кнопки ПВ («Пуск вперед») электрический ток проходит по цепи: «+» источника питания, замкнутая кнопка СТ («Стоп»), замкнутые контакты кнопки ПВ («Пуск вперед), замкнутые контакты К2, магнитный пускатель К1, «--» источника питания. Магнитный пускатель сработает и замкнет свои сигнально-блокировочные (в цепи управления) и силовые контакты (в цепи якоря). Когда сигнально-блокировочный контакт К11, подключенный параллельно кнопки ПВ, замкнется кнопку ПВ можно отпустить. Через замкнутые контакты К1, в цепи ротора, напряжение сети будет приложено к якорю, по цепи: «+» источника питания, замкнутый контакт К1, сопротивление Rя, катушка якоря, замкнутый контакт К2, «--» источника питания. Двигатель начнет вращаться. Второй сигнально-блокировочный контакт К11 разомкнется и заблокирует магнитный пускатель К2, для того чтобы не включались одновременно два пускателя «Вперед» и «Назад».

Для того чтобы двигатель вращался в другую сторону необходимо нажать кнопку ПН («Пуск назад»). Электрический ток потечет по цепи: : «+» источника питания, замкнутая кнопка СТ («Стоп»), замкнутые контакты кнопки ПН («Пуск назад»), замкнутые контакты К1, магнитный пускатель К2, «--» источника питания. Магнитный пускатель К2 сработает и замкнет свои контакты. Когда сигнально-блокировочный контакт К21, подключенный параллельно кнопки ПН, замкнется кнопку ПН можно отпустить. Через замкнутые контакты К2, в цепи ротора, напряжение сети будет приложено к якорю, по цепи: «+» источника питания, замкнутый контакт К2, катушка якоря, сопротивление Rя, замкнутый контакт К1, «--» источника питания. Двигатель начнет вращаться в противоположном направлении.

Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку СТ («Стоп») цепь питания магнитных пускателей будет порвана. Обесточенные пускатели разомкнут свои контакты в цепи якоря и двигатель остановится.

Защита в эл. схемах управления эл.приводом: основные виды защит, аппараты управления и защиты.

Защита электродвигателей от таких анормальных факторов, как обрыв фазы, недопустимая несимметрия напряжения, заклинивание рабочей машины и самого электродвигателя, межвитковое замыкание, пониженное напряжение сети и др.

Комплексное устройство защиты работает на основе принципа сравнения измерений активной мощности электродвигателя и допустимого ее значения (как суммарного, так и по каждой фазе), а также исключения возможности включения электродвигателя при недопустимом снижении сопротивления изоляции (менее 0,5 МОм).

На рисунке изображена функциональная схема комплексного устройства защиты. Комплексное устройство защиты состоит из трех трансформаторов тока (ТА 1, 2, 3), трех датчиков активной мощности (ДМ 1, 2, 3), двух сумматоров (S1, S2), трех дискриминаторов ( Д 1, 2, 3), трех выпрямителей (В 1, 2, 3), трех преобразователей уровней (триггеров Шмидта) (ПУ 1, 2, 3), трех индикаторов («перекос», «перегрузка», «изоляция»), устройства контроля статорной изоляции (УКСИ), трех уставок (несимметрии (DРнес.уст.), перегрузка (Рдоп.), сопротивления изоляции (Rиз.доп.), промежуточного реле К1, контролирующего цепь управления магнитного пускателя КМ1.

Комплексное устройство защиты работает следующим образом.

При подключении комплексного устройства защиты к защищаемому электродвигателю автоматически происходит измерение изоляции обмотки статора УКСИ. Если измеренное сопротивление оказывается меньше допустимой величины (менее 0,5 МОм), преобразователь уровня ПУЗ подает сигнал на включение индикатора «изоляция» (светодиод загорается) и далее на промежуточное реле К1, которое блокирует включение электродвигателя (АД). При этом автоматически осуществляется электроосмотическая подсушка АД. При достижении необходимого сопротивления изоляции (0,5 МОм) ПУЗ снимает питание с реле К1, что дает возможность подключить цепь включения АД. После этого можно включить АД кнопкой SВ1, при этом магнитный пускатель КМ1 подключит контактами КМ1.2 фазы АД к сети и заблокирует кнопку SB1 контактом КМ1.1. Если произошла перегрузка АД, то появятся высокие, одинаковые по амплитуде, сигналы на ДМ 1, 2, 3, которые поступят на входы S2. На выходе S2 появится сигнал, равный сумме сигналов с ДМ 1, 2, 3. Далее сигнал с S2 сравнивается с уставкой Рдоп. Если значение сигнала на выходе S2 больше, то на выходе ПУ2 появится сигнал, который включит индикатор «перегрузка» и далее отключит АД посредством К1. Если произошла несимметрия (несимметрия фазных напряжений или токов по различным причинам), то на выходе ДМ 1, 2, 3 появятся

разные по амплитудам сигналы. На выходе S1 появится сигнал, отличный от нуля, и если он превысит уставку DРнес.уст., сработает ПУ1, загорится индикатор «перекос», запитается К1 и отключится АД.

Особенностью данного устройства защиты, в отличие от других подобных схемных решений, является, во-первых, измерение мгновенной активной мощности по всем трем фазам, что повышает надежность защиты при появлении анормальных режимов электродвигателя, во-вторых, создает оптимальную отключающую характеристику устройства защиты асинхронного электродвигателя.

Применение данного устройства защиты позволит исключить вероятность отказа АД из-за появления перегрузок, несимметрии, заклинивания рабочей машины, обрыва фазы как питающей сети, так и самого электродвигателя и переувлажнения изоляции статорной обмотки и последующего пробоя изоляции (на долю данных аварийных режимов приходится более 95% всех аварий).

Содержание и назначение принципиальных (полных) схем:

Схема принципиальная (полная) ? схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки).

Схемами принципиальными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их наладке, контроле и ремонте. Они служат основанием для разработки других конструкторских документов, например, схем соединений (монтажных) и чертежей.

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними. Ее используют для изучения принципов работы изделий, а также при их наладке, регулировке, контроле и ремонте.

Принципиальные схемы позволяют проследить прохождение тока в каждой цепи, понять работу отдельных аппаратов, связанную с прохождением тока в тех или иных цепях. Они позволяют установить количество элементов, входящих в их состав.

Каждый элемент, входящий в схему изделия, должен иметь буквенно-цифровое обозначение, которое необходимо для указания в сокращенном виде сведений о нем, для ссылок на него в текстовых конструкторских документах и для нанесения непосредственно на изделие. Данные об элементах записывают в перечень элементов, который оформляют в виде таблицы, располагаемой обычно над основной надписью чертежа. Допускается в отдельных случаях помещать их около условных графических обозначений. Так, например, оформляют схемы в радиолюбительской литературе и журнале “Радио”.

В условных буквенно-цифровых обозначениях применяют прописные буквы латинского и русского алфавитов и арабские цифры одинаковой высоты. Приняты следующие обозначения элементов: конденсаторы - С, генераторы - G, катушки индуктивности - L, двигатели - М, резисторы - R, трансформаторы - Т, амперметры - РА, вольтметры - PV, выключатели и переключатели - S и т.п.

При выполнении электрических схем применяют следующие линии:

Сплошную основную толщиной s = 0,2…0,6 мм в зависимости от форматов схемы и размеров графических обозначений для изображения линий электрической связи (провод, кабель, шина), всех видов обмоток, резисторов, конденсаторов и др.;

Сплошную утолщенную линию толщиной 2s (практически равную 0,6…0,8 мм) для обозначения сердечников и соединений с корпусом;

Штриховую линию толщиной s для изображения сеток электронных приборов;

Штриховую линию толщиной s/2, но не менее 0,2 мм для изображения линий механической связи в электрических схемах, линий экранировки.

Порядковые номера элементам в позиционных обозначениях присваивают, учитывая их расположение на схеме, обычно слева направо и сверху вниз

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ

Общие требования.

Ответственные за безопасность проведения работ, их права и обязанности

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

ответственный руководитель работ;

допускающий;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

Выдающий наряд, отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников, проведение целевого инструктажа ответственного руководителя (производителя работ, наблюдающего).

Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из числа административно - технического персонала организации, имеющим группу V - в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу IV - в электроустановках напряжением до 1000 В.

В случае отсутствия работников, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений, при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий допускается выдача нарядов и распоряжений работниками из числа оперативного персонала, имеющими группу IV. Предоставление оперативному персоналу права выдачи нарядов и распоряжений должно быть оформлено письменным указанием руководителя организации.

Ответственный руководитель работ назначается, как правило, при работах в электроустановках напряжением выше 1000 В. В электроустановках напряжением до 1000 В ответственный руководитель, как правило, не назначается.

Ответственный руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, за принимаемые им дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ, за полноту и качество целевого инструктажа бригады, в том числе проводимого допускающим и производителем работ, а также за организацию безопасного ведения работ.

Ответственными руководителями работ назначаются работники из числа административно - технического персонала, имеющие группу V в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу IV в электроустановках до 1000 В. В тех случаях, когда отдельные работы (этапы работы) необходимо выполнять под надзором и управлением ответственного руководителя работ, выдающий наряд должен сделать запись об этом в строке "Отдельные указания" наряда (Приложение N 4 к настоящим Правилам).

Ответственный руководитель работ назначается при выполнении работ в одной электроустановке (ОРУ, ЗРУ):

с использованием механизмов и грузоподъемных машин при работах в электроустановках, а на ВЛ - припри работах в охранной зоне ВЛ;

с отключением электрооборудования, за исключением работ в электроустановках, где напряжение снято со всех токоведущих частей (п. 2.2.8 настоящих Правил), в электроустановках с простой и наглядной схемой электрических соединений, на электродвигателях и их присоединениях в РУ;

на КЛ и КЛС в зонах расположения коммуникаций и интенсивного движения транспорта;

по установке и демонтажу опор всех типов, замене элементов опор ВЛ;

в местах пересечения ВЛ с другими ВЛ и транспортными магистралями, в пролетах пересечения проводов в ОРУ;

по подключению вновь сооруженной ВЛ;

по изменению схем присоединений проводов и тросов ВЛ;

на отключенной цепи многоцепной ВЛ с расположением цепей одна над другой или числом цепей более 2, когда одна или все остальные цепи остаются под напряжением;

при одновременной работе двух и более бригад в данной электроустановке;

по пофазному ремонту ВЛ;

под наведенным напряжением;

без снятия напряжения на токоведущих частях с изоляцией человека от земли;

на оборудовании и установках СДТУ по устройству мачтовых переходов, испытанию КЛС, при работах с аппаратурой НУП (НРП), на фильтрах присоединений без включения заземляющего ножа конденсатора связи.

Необходимость назначения ответственного руководителя работ определяет выдающий наряд, которому разрешается назначать ответственного руководителя работ, и при других работах, помимо перечисленных.

Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде или распоряжении, характеру и

месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им целевого инструктажа.

Допускающие должны назначаться из числа оперативного персонала, за исключением допуска на ВЛ, при соблюдении условий, перечисленных в п. 2.1.11 настоящих Правил. В электроустановках напряжением выше 1000 В допускающий должен иметь группу IV, а в электроустановках до 1000 В - группу III.

Производитель работ отвечает:

за соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда, дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ;

за четкость и полноту целевого инструктажа членов бригады;

за наличие, исправность и правильное применение необходимых средств защиты, инструмента, инвентаря и приспособлений;

за сохранность на рабочем месте ограждений, плакатов, заземлений, запирающих устройств;

за безопасное проведение работы и соблюдение настоящих Правил им самим и членами бригады;

за осуществление постоянного контроля за членами бригады.

Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В - группу III, кроме работ в подземных сооружениях, где возможно появление вредных газов, работ под напряжением, работ по перетяжке и замене проводов на ВЛ напряжением до 1000 В, подвешенных на опорах ВЛ напряжением выше 1000 B, при выполнении которых производитель работ должен иметь группу IV.

Производитель работ, выполняемых по распоряжению, может иметь группу III при работе во всех электроустановках, кроме случаев, оговоренных в п. п. 2.3.7., 2.3.13., 2.3.13., 2.3.15., 4.2.5., 5.2.1 настоящих Правил.

Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами, не имеющими права самостоятельно работать в электроустановках.

Наблюдающий отвечает:

за соответствие подготовленного рабочего места указаниям, предусмотренным в наряде;

за чёткость и полноту целевого инструктажа членов бригады;

за наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземлений, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов;

за безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки.

Наблюдающим может назначаться работник, имеющий группу III.

Ответственным за безопасность, связанную с технологией работы, является работник, возглавляющий бригаду, который входит в ее состав и должен постоянно находиться на рабочем месте. Его фамилия указывается в строке "Отдельные указания" наряда.

Каждый член бригады должен выполнять требования настоящих Правил и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования инструкций по охране труда соответствующих организаций.

Письменным указанием руководителя организации должно быть оформлено предоставление его работникам прав: выдающего наряд, распоряжение; допускающего, ответственного руководителя работ; производителя работ (наблюдающего), а также права единоличного осмотра.

Допускается одно из совмещений обязанностей ответственных за безопасное ведение работ в соответствии с табл. 2.1.

Допускающий из числа оперативного персонала может выполнять обязанности члена бригады.

На ВЛ всех уровней напряжения допускается совмещение ответственным руководителем или производителем работ из числа ремонтного персонала обязанностей допускающего в тех случаях, когда для подготовки рабочего места требуется только проверить отсутствие напряжения и установить переносные заземления на месте работ без оперирования коммутационными аппаратами.

Таблица 2.1

Страницы: 1, 2