Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка - страница 44

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 

Якщо навантаження керованого випрямляча за схемою, наведеною на рис. 9.3.7, має індуктивну (досить значну) складову, як це показано на рис. 9.40, то при позитивному півперіоді напруги на вторинній об­мотці трансформатора TV у момент часу, що відповідає куту керуван­ня а, відбувається вмикання тиристора VS1. Однак, після f}= п, не дивлячись на те, що напруга змінює свій знак, тиристор VS1 не вими­кається, бо струм у колі L - R - w2- VS1-

н        н 2

Lh підтримується за рахунок енергії, нако­пиченої в Lh. У резуль- °" таті цього в випрям­леній напрузі ud з'яв­ляються ділянки з не­гативною полярністю, як показано на рис. 9.41. І лише після вми­кання тиристора VS2 у момент   часу,   що      рИс. 9.40 - Однофазний двопівперіодний відповідає (п + а), до      керований випрямляч з нульовим виводом VS1 прикладається       при активно-індуктивному навантаженні зворотна напруга (u + u22) і він закривається. Регулювальна характеристика при цьому така:

1 п+а

U da= - I U 2m sin f}df} = U do cos а. (9.103)

П а

п

З неї видно, що при а = — середнє значення напруги на наванта­женні Ud = 0, бо площі позитивної і негативної ділянок напруги ud при

цьому однакові.

Забезпечити діапазон регулювання при змінах кута керування а від 0 до p (як і при чисто активному навантаженні) можна вводячи в схе­му випрямляча так званий нульовий діод - VD0 на рис. 9.40. Тепер, у момент часу, що відповідає f> = п, де напруга вторинної обмотки транс­форматора змінює полярність, відкривається VD0, тиристор VS1 за­кривається, а струм протікає по колу Lh - Rh - VD0 - Lh.

Регулювальні характеристики для обох випадків наведено на рис. 9.42.

Ud к

тт/2 тт

Рис. 9.42 - Регулювальні характеристики керованого випрямляча при активно-індуктивному навантаженні

9.11. Системи імпульсно-фазового керування (СІФК)

9.11.1. Загальні положення

Завданням СІФК є генерація імпульсів керування необхідної амплі­туди, тривалості і форми, розподіл їх по відповідних вентилях і визна­чення моменту подачі цих імпульсів відносно переходу змінної напруги через нуль.

СІФК повинна відповідати таким вимогам:

1) забезпечувати до статню для вмикання тиристорів амплітуду на­пруги і струму імпульсів керування - (10...20) В, (20...2000) мА;

2) забезпечувати високу крутизну фронтів імпульсів -(150...200) В/електричних градусів;

3) забезпечувати регулювання значення кута а у заданому діапа­зоні з необхідною точністю;

4) забезпечувати симетрію імпульсів керування по фазах випрям­ляча;

5) забезпечувати достатню для надійного вмикання тиристорів тривалість імпульсів керування - взагалі їхня тривалість може скла­дати (p-a), але це неекономічно, достатньо, щоб вона була такою, коли струм через тиристор за час дії імпульсу перевищує значення струму утримання;

6) мати високу завадостійкість.

Залежно від кількості каналів, якими формуються імпульси керуван­ня, СІФК поділяються на одно- та багатоканальні.

За способом побудови бувають СІФК з горизонтальним, вертикаль­ним та цифровим (дискретним) керуванням.

За принципом дії вони поділяються на синхронні (коли відлік затрим­ки видачі імпульсів керування ведеться від незмінної фази мережі) та асинхронні (відлік затримки ведеться від попереднього імпульсу).

Затримка г-го імпульсу у синхронних СІФК:

cot; = ф + (; -1) + Є,- (пт ) (9.104) т

де m - число фаз випрямляча;

i - порядковий номер імпульсу;

q- регульована затримка г-го імпульсу;

j - початкова фаза напруги мережі (нерегульована затримка). Затримка імпульсу у асинхронних СІФК:

COt; = GOt;-1 + + 9; ), (9.105)

т

де w t - часова затримка попереднього імпульсу.

Асинхронні СІФК можуть використовуватися лише у замкнених сис­темах автоматичного регулювання (САР). Тому більше розповсю­дження знайшли синхронні СІФК, що використовуються як у замкнених, так і у розімкнених САР.

9.11.2. СІФК з горизонтальним керуванням

У СІФК, що реалізують горизонтальний спосіб керування, ке­руючий імпульс генерується, коли спеціальна змінна керуюча напруга проходить через нуль.

Затримка імпульсу регулюється зміною фази керуючої напруги відносно напруги мережі, тобто ніби зсувом керуючої напруги горизон­тально.

Розглянемо роботу СІФК з горизонтальним керуванням на прикладі одного каналу багатоканальної системи керування, структурна схема якого зображена на рис. 9.43.

2ЭЗ

і   "к ^

фі

 

пп

! >

 

 

 

ua

\7_vs1

Рис. 9.43 - Структурна схема каналу багатоканальної СІФК з горизонтальним керуванням

На схемі позначено:

С - синхронізатор;

ГЗН - генератор змінної напруги;

МФО - мостовий фазообертач (забезпечує регулювання фази на­пруги Mj від 0 до p);

ФЗП - фазозсувний пристрій;

ФІ - формувач імпульсів (виробляє прямокутні імпульси напруги при проходженні ик через 0);

ПП - підсилювач потужності (підсилює потужність керуючого ім­пульсу и, до рівня, необхідного для надійного вмикання тиристора).

На рис. 9.44 наведені часові діаграми роботи такої СІФК.

Рис. 9.44 - Часові діаграми роботи СІФК з горизонтальним керуванням Схема мостового фазообертача та діаграма напруг на ньому зобра­жені на рис. 9.45. Фазообертач складається із трансформатора TV з двома півобмотками, змінного резистора R та конденсатора C.

r

а) б) Рис. 9.45 - Мостовий фазообертач (а) та його діаграма напруг (б) ucd - керуюча напруга (ик).

При зміні опору резистора R від нуля до нескінченності кут a зміню­ється від 0 до p.

До недоліків такої схеми слід віднести:

1) досить високу інерційність, зумовлену перехідними процесами у RC-колі при вмиканні напруги;

2) критичність до форми і частоти вхідної напруги (напруги мережі);

3) складність забезпечення ідентичності величини a в багатоканаль­них СІФК;

4) відносну складність автоматизації процесу регулювання (регу­лювання опору R).

Це обмежує використання горизонтального способу керування.

9.11.3. СІФК з вертикальним керуванням

u А

Рис. 9.46 - Часові діаграми методу вертикального керування

Ьільш широко застосовують­ся СІФК, що реалізують верти­кальний спосіб керування, за

якого керуючий імпульс гене­рується у момент зрівняння на­пруги, що змінюється лінійно, та постійної опорної напруги ке­рування. Цей процес ілюстру­ють часові діаграми, наведені на рис. 9.46, де позначено:

2Э5

ил - лінійно змінювана напруга; Uon - опорна напруга.

Кут керування a змінюється зі зміною Uon - ніби по вертикалі.

Пристрій, де порівнюються ид та Uon, називається вузлом порівняння (ВП). Він генерує сигнал у момент зміни знаку різниці напруг (u-Um).

СІФК з вертикальним керуванням можуть бути одноканальними та багатоканальними. Останні набули ширшого розповсюдження.

На рис. 9.47 зображена функціональна схема двоканальної СІФК з вертикальним керуванням однофазного двопівперіодного випрямляча з нульовим виводом (див. рис. 9.37).

Ua1

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 


Похожие статьи

Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка