i9 Элементы автоматических устройств энергосистем: Учеб. пособие для вузов.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Энергия, 1979.— 520 с., ил. В пер.: 1 р. 40 к.
В книге рассматриваются аналоговые и цифровые функциональные элементы автоматических управляющих устройств и автоматических систем управления процессом производства и распределения электроэнергии. Первое издание вышло в 1970 г. Во втором издании приводятся качественные и количественные характеристики основных элементов автоматических устройств и способы их технической реализации. Уделено внимание микроэлектронным интегральным элементам.
Книга предназначена для студентов вузов электроэнергетических
специальностей. Может быть полезна инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами автоматических систем управления.
ББК 31.27-
ББК 31.27-05
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современные энергетические системы относятся к наиболее сложным большим автоматизированным системам, созданным человеком.
Производство и распределение электроэнергии отличаются такими специфическими особенностями, как неразрывность производства и потребления во времени при передаче больших потоков энергии на значительные расстояния, с одной стороны, и колоссальная скорость распространения электромагнитных и электромеханических' возмущений, с другой. iB этих условиях надлежащие качество и надежность электроснабжения при ограниченных затратах могут быть обеспечены только при широком применении совершенных средств автоматики и защиты. Уже более 35 лет в Советском Союзе подготовка инженеров по автоматизации и релейной защите ведется специализированными «эфедрами, первой из которых была кафедра релейной защиты и автоматизации (РЗиА), основанная в 1943 г. в Московском энергетическом институте ныне покойным проф. и акад. С. А. Лебедевым.
Уже более десяти лет назад было признано целесообразным включить в учебные планы подготовки инженеров по автоматизации электроэнергетических систем специальную дисциплину «Элементы автоматических устройств», сосредоточив в ней изучение общих принципов работы, характеристик -и способов реализации элементов. В организации и становлении этой дисциплины следует отметить большую помощь 'бывшего заведующего кафедрой РЗиА МЭИ д-ра техн. наук, ныне покойного проф. И. И. Соловьева. Последующий опыт преподавания в Московском и Ивановском энергетических и Рижском политехническом институтах позволил создать единую программу курса, утвержденную Министерством высшего образования СССР.
В первом издании данного учебного пособия, появив-
то«„„ „ 1СУ7П „ „„„„„„ „ ^„Q,^nf^,OVQ,IIHUAf.VHV,u WTnnft.
ОГЛАВЛЕНИЕ
5 5 8
15 19
Предисловие.............
Введение ...............
В-1. Назначение и особенности автоматических устройств
В-2. Сигналы автоматических устройств.....
В-3. Схемы, функциональные части и элементы автоматических устройств...........
В-4. Прямая и обратная связи в автоматических устройствах..............
Глава первая. Характеристики элементов автоматических
устройств..............22
1-1. Функциональные характеристики ...... 22,
1-2. Передаточная функция...... .... 23
L-3. Комплексная частотная характеристика .... 25
1-4. Проходная характеристика........26
1-5. Информационные характеристики..... 31
1-6. Энтропийные погрешности преобразования сигналов . *4 1-7. Информационный порог чувствительности. Информационный диапазон проходной характеристики . 1-8. Информационная и пропускная способность. Информационный объем..........
1-9. Надежность элементов.........
Глава вторая. Принципы действия и способы выполнения
измерительных оргию..........
2-1. Назначение, особенности и виды измерительных органов ..............49
2-2. Принципы действия измерительных органов ... 50 2-3. Структурные схемы измерительных органов ... " 2-4. Основные функциональные характеристики элементов
сравнения .............
2-5. Характеристики измерительных органов релейного
действия .............
2-6. Погрешности характеристик и информационная способность измерительных органов релейного действия 67 Глава третья. Линейные измерительные преобразователи 73 3-1. Назначение и разновидности измерительных преобразователей.............73
3-2. Входные и промежуточные трансформаторы ... 73
3-3. Трансреактор...........81
] 3-4. Фазоповоротные схемы.........83
517
34 39
49
53 58 62
123 128 132 134 138
3-5. Преобразователи изменений частоты синусоидальных
напряжений (токов)..........89
3-6. Фильтры симметричных составляющих.....98
3-7. Характеристики и показатели фильтров .... 99
3-8. Фильтры нулевой последовательности.....102
3-9. Фильтры напряжения обратной последовательности 106 3-10. Фильтры тока обратной последовательности . . . 111
3-11. Комбинированные фильтры тока......114
3-12. Линейные преобразователи с заданными передаточными функциями..........116
Глава четвертая. Нелинейные измерительные преобразователи ..............122
4-1. Разновидности нелинейных преобразователей . . . 122 4-2. Нелинейные преобразователи амплитуды синусоидаль
ного напряжения и тока.......
4-3. Квадратирующие измерительные преобразователи . 4-4. Диодные аппроксимирующие преобразователи 4-5. Активные нелинейные преобразователи 4-6. Измерительные преобразователи мощности Глава пятая. Электромеханические устройства сравнения
сигналов и измерительные органы релейного действия . 146 5-1. Особенности электромеханических измерительных
органов . . . 1.........146
5-2. Функции преобразования электромеханических
устройств сравнения .......... 148
5-3. Электромагнитное устройство сравнения абсолютных
значений............. 150
5-4. Электромагнитные измерительные реле . . . . 155 5-5. Индукционное устройство сравнения фаз . . . . 160
5-6. Индукционные измерительные реле......167
5-7. Параметры срабатывания измерительных реле . . 181
5-8. Контакты измерительных реле.......184
Глава шестая. Полупроводниковые элементы сравнения 187 6-1. Виды полупроводниковых элементов сравнения . . 187 6-2. Диодные схемы сравнения абсолютных значений двух
электрических величин.........188
6-3. Диодные схемы сравнения двух величин по фазе . . 197 6-4. Характеристики диодных схем сравнения .... 208 6-5. Амплитудно-фазные диодные схемы сравнения . . 216
6-6. Время-импульсные схемы сравнения.....220
6-7. Схемы сравнения абсолютного значения одной величины с заданным значением........227
Глава седьмая. Транзисторные усилители .... 234 7-1. Назначение, виды и характеристики усилителей автоматических устройств.........234
7-2. Обратная связь в усилителях.......236
7-3. Транзисторы и их основные характеристики . . . 241
7-4. Транзисторный усилительный каскад.....248
7-5. Внешние отрицательные обратные связи в транзисторных усилительных каскадах.......252
7-6. Исходный режим транзисторов.......256
а) Стабилизация исходного режима биполярного транзистора ........... 257
б) Исходный режим нолевых транзисторов . . . . 260 7-7. Транзисторные усилители переменного тока . . . 262 7-8. Трансформаторные усилительные каскады .... 263 7-9. Конденсаторные усилительные каскады .... 271
7-10. Избирательные усилители........ 276
7-11. Интегральные усилители переменного тока . . . 281
7-12. Транзисторные усилители среднего значения тока . . 286
а) Усилители с амплитудным управлением . . . 287
б) Усилители с фазовым управлением..... 292
7-13. Усилители постоянного тока....... 296
7-14. Эмиттерный повторитель . . . . . . . . 298
7-15. Интегральные операционные усилители . - . . . 300
7-16. Усилители импульсных сигналов...... 304
Глава восьмая. Магнитные усилители..... 310
8-1. Некоторые особенности и область применения магнитных усилителей.......... 310
8-2. Перемагничивание магнитопроводов с прямоугольной
петлей гистерезиса .... ...... 310
8-3. Характеристики магнитопроводов, применяемых в магнитных усилителях.......... 314
8-4. Дроссельный магнитный усилитель в режиме свободного намагничивания .......... 317
8-5. Характеристика управления дроссельного магнитного
усилителя с малым сопротивлением цепи управления 323 8-6. Характеристика управления дроссельного магнитного усилителя с активно-индуктивной нагрузкой на постоянном токе........... 328
( 8-7. Инерционность и добротность дроссельного магнитного усилителя.......... 329
8-8. Дроссельный магнитный усилитель с внешней обратной связью........... 332
8-9. Дроссельный магнитный усилитель с большим сопро-
' тивлением цепи управления........ 334
8-10. Дроссельный магнитный усилитель с трансформаторным включением нагрузки........ 337
8-11. Принцип действия магнитного усилителя с самонасыщением............. 339
8-12. Характеристика управления усилителя с самонасыщением ............. 343
8-13. Инерционность и добротность усилителя с самонасыщением ............. 350
8-14. Реверсивные магнитные усилители...... 352
8-15. Быстродействующие магнитные усилители .... 357
Глава девятая. Реагирующие элементы..... 363
9-1. Назначение и особенности реагирующих элементов 363
9-2. Электромеханические нуль-индикаторы .... 365
а) Поляризованное реле......... 366
б) Магнитоэлектрическое реле....... 370
9-3. Полупроводниковые нуль-индикаторы..... 375
9-4. Расширители импульсов....... . . 378
519
.Глава десятая. Логические элементы...... 385
10-1. Назначение логической части автоматических устройств 382
10-2. Основные понятия алгебры логики..... 38J
10-3. Логические функции ПАМЯТЬ и ВРЕМЯ . . . . 39J -.- 10-4. Способы реализации и основные характеристики логических элементов.......... 394
10-5. Диодные логические элементы....... 39S
10-6. Транзисторные логические элементы..... 405
10:7. Запоминающие элементы—триггеры..... 410
10-8. Магнитно-полупроводниковые логические элементы 419
10-9. Полупроводниковые элементы времени .... 433
Глава одиннадцатая. Дискретные и цифровые элементы сравнения............. 437
11-1. Дискретные схемы сравнения фаз...... 467
11-2. Цифровые элементы сравнения....... 443
11 -3. Элементы сравнения число-импульсных сигналов . . 4^4
11-4. Элементы сравнения двоичных сигналов . . . . 449
11-5. Сумматоры и вычитатели двоичных чисел . . . ''SI
11-6. Вычисляющие элементы сравнения...... 454
Глава двенадцатая. Преобразователи формы представления сигналов............ 459
12-1. Формы представления сигналов и их преобразование 459
12-2. Аналого-дискретные преобразователи..... 463
12-3. Способы аналого-цифрового преобразования сигналов 466
12-4. Аналого-цифровые преобразователи..... 470
12-5. Цифро-аналоговые преобразователи..... 474
Глава тринадцатая. Исполнительные элементы автоматических устройств........... 480
13-1. Назначение и особенности исполнительных элементов 480
13-2. Цифровые индикаторы......... 481
13-3. Выходные усилители........ 486
13-4. Бесконтактные тиристорные переключатели . . . 491
13-5. Выходные электромагнитные реле и контакторы . . 496
13-6. Электромеханические преобразователи угла поворота 502
13-7. Электрогидравлические исполнительные элементы . . 505
Список литературы........ ... 509
Предметный указатель . . . ...... 513
Цена: 300руб.
