Элементы систем управления. Логические элементы (И, ИЛИ, НЕ). Логические схемы на диодах и транзисторах

По назначению элементы систем управления можно разделить на следующие группы: логические (И, ИЛИ, НЕ, Память); функциональные (синхронизирующие устройства, датчики параметров); усилительные (промежуточные усилители, выходное устройство); временные (фазосдвигающее устройство, задающие генераторы, распределители импульсов); специальные схемы (схемы пуска, реверса).

Логические элементы используют сигналы двух различных значений (высокий и низкий потенциалы). Один из сигналов обозначают единицей (1), другой — нулем (0). Потенциалы, соответствующие сигналам 1 и 0, могут быть положительными, иметь разные знаки и быть отрицательным. Если 1 соответствует высокому потенциалу е_в, а 0 — низкому е_н, то логика называют положительной (рис. 1, а). При противоположном соответствии сигналов логику называют отрицательной (рис. 1, б).

Рис. 1. Уровни сигналов положительной и отрицательной логики

Наибольшее распространение получили логические схемы на диодах и транзисторах с потенциальной формой представления 1 и 0. С помощью логических схем решаются задачи, которые имеют логическое содержание. Самое сложное логическое устройство может быть составлено из трех логических схем: И, ИЛИ, НЕ, которые являются основными.

Схемы управления тиристорами. Фазосдвигающее устройство

На рис. 1 показаны простейшие экономичные схемы управления тиристорами. Наиболее простой метод включения тиристора представлен на рис. 1, а, где в качестве необходимого для включения управляющего тока используется часть тока, проходящего через тиристор. В разомкнутом состоянии контакта К тиристор не может открыться, так как на управляющий электрод не подается положительный потенциал. 

При замыкании контакта К в положительный полупериод анодного напряжения через резисторы R1 и R2 и диод Д протекает ток управления. Сила этого тока зависит от мгновенного значения анодного напряжения, которое увеличивается от нуля до максимального значения. Ток управления достигнет необходимого для включения тиристора значения при определенном угле а. Если уменьшить сопротивление реостата R2, угол управления а станет меньше, так как ток управления достигнет необходимого значения при меньшем анодном напряжении. 

При полностью введенном реостате R угол управления а достигнет максимального значения, которое не может превысить 90°, так как максимальное анодное напряжение обеспечивает максимальный ток управления. Приведенная схема может работать на постоянном токе. 

Тиристор может открыться при подаче на анод положительного полюса напряжения. Реостатом R2 устанавливается ток управления необходимой силы. Однако для закрывания тиристора необходимо шунтировать перемычкой или прервать цепь анодного тока.

Как проверить резистор, конденсатор, диод и транзистор на исправность?

Эксплуатация полупроводниковых устройств

Проверка состояния и качества изготовления полупроводниковых систем автоматического управления и контроля выполняется электрогруппой судна или при ее участии. Наиболее полные проверки производятся при приемке судна после постройки или заводского ремонта. 

В процессе приемо-сдаточных испытаний проверяют конструктивное выполнение, состояние монтажа и функционирование систем. Проверка конструктивного выполнения и монтажа должна охватывать все части автоматической системы: блоки системы управления, которые монтируются в щите или панели, датчики и кабельные соединения. Проверка производится при полностью обесточенной системе.

Полупроводниковые управляемые вентили. Динисторы и тиристоры

Полупроводниковые вентили могут иметь сложную четырехслойную структуру из трех р—n-переходов (рис. 1). Напряжение внешнего источника э. д. с. включается плюсом к крайнему р-переходу, а минусом — к крайнему n-переходу. При этом крайние переходы оказываются смещенными в прямом направлении, а средний n—р-переход — в обратном направлении.

Рис.1. Тиристор

а — устройство; б — условное обозначение; в — эквивалентная схема; г — схема включения; д — вольт-амперная характеристика

Ток через прибор не протекает. Однако при повышении напряжения источника до определенной величины происходит электрический пробой среднего - n-р-перехода и через прибор начинает протекать ток.

Что такое транзистор? Усилители на транзисторах

Трехслойный прибор, состоящий из двух переходов типа р-n называется транзистором. По существу, транзистор представляет собой два последовательно и встречно включенных диода, т. е. крайние слои имеют один тип проводимости (например, n-проводимость), а средний слой имеет р-проводимость. Схематично транзистор типа р—n—р представлен на рис. 1,а.

Средний слой обозначается буквой Б и называется базой. Один из крайних слоев, эмиттирующий носители электрического ток (в транзисторах типа р—n—р — электроны, в транзисторах типа n—р—n—«дырки»), называется эмиттером и обозначается буквой Э. Другой крайний слой, обозначаемый буквой К, называется коллектором.