Литературный обзор систем управления вентилями преобразователей и формирование требований к системе управления проектируемого выпрямителя

В зависимости от того, в одном или нескольких каналах вырабатываются управляющие импульсы для каждого вентиля преобразователя, различают одноканальные и многоканальные системы управления, а в зависимости от принципа изменения фазы управляющего импульса — горизонтальные, вертикальные и цифровые системы.

Кроме того системы могут быть синхронными и асинхронными СИФУ предназначена для выполнения 2 функций:

Определение моментов времени, в которые должны быть включены те или иные вентили.

Эти моменты задаются величиной характеристики управления, которые подаются на вход СИФУ и выдают значения выходных параметров преобразователя.

Формирование напряжения управления рассматривает наука ТАУ (теория автоматического управления).

Формирование открывающих импульсов, передаваемых в нужные моменты времени на управляющие электроды тиристоров, имеющих достаточную амплитуду, мощность и длительность.

Для выполнения этих функций СИФУ должна содержать 2 основных блока: фазосдвигающее устройство; выходной формирователь; определяется в соответствии с параметрами тиристоров.

Требования, предъявляемые к СИФУ:

Длительность мощность открывающих импульсов определяются в соответствии с параметрами тиристоров, а также режимами работы преобразователя и эти импульсы должны быть достаточными для надежного открывания силовых вентилей.

Диапозон регулирования угла опр-ся типом преобразователя, режимами работы его, характером нагрузки и должны быть достаточными для регулирования вых. напряжения в заданном диапозоне.

Для 3-х фазного мостового выпрямителя работа на активную нагрузку для регулирования вых. напряжения от 0 до максимума, необходимо изменять угол от 0 до 120. При работе на активно-индуктивную нагрузку меняется От 0 до 90.

Вертикальный метод управления.

Принцип вертикального управления состоит в том, что на входе формирователя импульсов производится сравнение переменного (опорного) и регулируемого постоянного напряжений. Последнее является напряжением управления Uу. В момент равенства этих двух напряжений формируется управляющий импульс. Изменяя значение постоянного напряжения, можно получить сдвиг управляющего импульса по фазе относительно анодного напряжения.

Функциональная схема одного канала такой системы приведена [ на рисунок 3.2. В систему входят фазосдвигающее устройство ФСУ и формирователь импульсов ФИ. Фазосдвигающее устройство, в свою очередь, содержит генератор опорного напряжения ГОН и нуль-орган НО.

На вход нуль-органа (вход СИФУ) подается кроме опорного напряжения Uу также внешнее напряжение управления Uу.

Рисунок 3.1 — Функциональная схема СИФУ с вертикальным методом управления.

В общем случае напряжение Uу может подаваться через специальное входное устройство, осуществляющее согласование параметров сигнала управления со входом СИФУ. Опорное напряжение может быть синусоидальным на рабочем участке или пилообразным.

Мощность сигналов на выходе нуль-органа недостаточна для непосредственного управления тиристорами. Поэтому далее используются усилитель формирователь для усиления сигнала по мощности и формирования импульса с необходимой скоростью нарастания фронта.

Горизонтальный метод управления.

При горизонтальном управлении управляющий импульс формируется в момент перехода синусоидального напряжения через нуль, а изменение его фазы обеспечивается изменением фазы синусоидального напряжения, то есть смещение этого напряжения по горизонтали.

На рисункеприведена структурная схема одного канала многоканальной системы управления, использующей горизонтальное управление и временная диаграмма работы. Принцип работы системы заключается в следующем. Генератор переменного напряжения ГПН вырабатывает синусоидальное напряжение, находящееся в определенном фазовом соотношении с анодным напряжением тиристора данного канала. С выхода мостового фазовращающего устройства МФУ сдвинутое по фазе напряжение поступает на формирователь импульсов ФИ, где в момент перехода синусоиды через нуль формируется.