9 Разработка функциональной схемы системы управления тиристорами выпрямителя

Система управления вырабатывает импульсы управления, подаваемые на управляющие электроды тиристоров для их отпирания.

Функциональная схема системы управления тиристорами представлена на рис. 9.1.

Рис. 9.1 Функциональная схема системы управления тиристорами

Система управления тиристорами включает в себя генератор пилообразного напряжения ГПН, компаратор К, формирователь импульсов Ф, однопериодные выпрямители ОПВ и ОПВ2, логические элементы «И» ЛЭ1 и ЛЭ2, выходные усилители ВУТ и ВУТ2 и импульсные трансформаторы ИТ1 и ИТ2.

Устройство и принцип действия каждого элемента системы управления необходимо изучить по литературе, посвященной промышленной (информационной) электронике, например по [8].

Временная диаграмма процессов работы функциональной схемы системы управления тиристорами представлена на рис. 9.2.

Работа системы управления согласно её функциональной схеме заключается в следующем. В генераторе ГНП создается пилообразное линейно возрастающее напряжение, которое синхронизируется с началом и концом каждого полупериода питающего напряжения сети. Сигналы пилообразного напряжения в каждый полупериод напряжения подаются на первый вход компаратора к, который служит в качестве элемента сравнения, называемого в литературе термином «нуль-орган».

На второй вход компаратора к подается сигнал напряжения управления , которое задается оператором с пульта управления либо от системы автоматического управления.

Этот сигнал отражает задающую величину угла управления открытием тиристоров выпрямителя. В компараторе сигналы пилообразного напряжения и напряжения управления сравниваются.

В момент времени, когда эти два сигнала равны друг другу по величине напряжения, компаратор сбрасывает (переключает) и запускает своим сигналом формирователь импульсов Ф. На выходе формирователя в каждый полупериод образуются импульсы, сформированные по переднему фронту сигнала компаратора. Длительность сигнала формирователя определяет длительность импульса управления, подаваемого на тиристор выпрямителя. Этот импульс должен подаваться в один полупериод на тиристоры плеча VS1, в другой полупериод - на VS2. Для того чтобы осуществить такую избирательность в системе управления, применяются два однополупериодных выпрямителя ОПВ для выделения соответствующего полупериода напряжения сети и два логических элемента ЛЭ типа «И».

Рис. 9.2 Временная диаграмма процессов работы системы управления

Сигнал на выходе элемента «И» будет только тогда, когда на обоих его входах будут сигналы с высоким уровнем напряжения, т. е. сигнал от формирователя Ф и сигнал соответствующего полупериода напряжения сети от ОПВ. Далее импульсы управления усиливаются выходными усилителями ВУ1 и ВУ2 и через импульсные трансформаторы ИТ1 и ИТ2 подаются на управляющие электроды тиристоров. Трансформаторы ИТ1 и ИТ2 обеспечивают гальваническую развязку цепей управления и высоковольтных цепей выпрямителя. Число вторичных обмоток ИТдолжно соответствовать количеству последовательно включенных тиристоров в одном плече выпрямителя.

Таким образом, формируются импульсы сигналов управления в каждом полупериоде на тиристоры соответствующего плеча (VS1 и VS2) выпрямителя.