VIII . Функциональная схема управления стабилизированного выпрямителя.
Стабилизированный выпрямитель предназначен для стабилизации напряжения на нагрузке.
Функциональная схема управления стабилизированного выпрямителя приведена на рисунке:
,
синхронная трехфазный
система двухполупе-
устройство усилитель управления риодный
задания рассогла- тиристорами тиристорный
(тока или вания выпрямитель
напряжения)
устройство
обратной
связи
(
)
Для того чтобы при изменении напряжения
трехфазной питающей сети переменного
тока и изменении сопротивления нагрузки
напряжение на нагрузке
или ток нагрузки оставались «неизменными»
зависимости
и
должны иметь вид, изображенный на
рисунке:
Зависимости
и
имеют два характерных участка: линейный
участок и участок насыщения. Для
стабилизации напряжения на нагрузке
или тока нагрузки рабочая точка А должна
всегда находится на линейном участке
зависимостей
и
,
и кроме того должно выполняться условие
.
При анализе работы функциональной схемы
системы управления стабилизированным
выпрямителем введем следующие допущения:
напряжение на нагрузке
,
ток нагрузки
и напряжение обратной связи
или
полностью сглажены, имеют постоянные
составляющие, переменные составляющие
равны нулю, длительность переходных
процессов в системе управления и в
выпрямителе равна нулю. Напряжение на
нагрузке и ток, протекающий через
нагрузку равны:
(9.1)
(9.2)
где
- действующее значение фазного напряжения
трехфазной питающей сети переменного
тока,
- угол управления тиристорами выпрямителя,
- сопротивления нагрузки, коэффициент
трансформации согласующего трансформатора
(см. рис. 1.1) равен единице. Для первой и
второй крайних рабочих точек зависимости
можно написать следующие уравнения:
(9.3)
(9.4)
(9.5)
(9.6)
и получить выражения для точности стабилизации напряжения и тока:
(9.7)
(9.8)
Принцип стабилизации, например, напряжения на нагрузке заключается в следующем:
Предположим, что при номинальном значении
напряжения питающей сети работали в
точке А при
и
,
то при увеличении
в первый момент времени
,
,
и
,
напряжение на нагрузке за счет увеличения
угла
уменьшается, несмотря на увеличения
напряжения питающей сети. Для случая
стабилизации тока нагрузки
,
то при уменьшении сопротивления нагрузки
в первый момент времени
,
,
и
,
ток, протекающий через нагрузку,
уменьшается - возвращается на прежнее
значение, несмотря на уменьшение
сопротивления нагрузки. Для получения
точных количественных значений точности
стабилизации напряжения и тока
протекающего через нагрузку, необходимо
использовать следующее уравнение:
(9.9)
Для стабилизации напряжения на нагрузке
при изменении значений напряжения
питающей сети переменного тока
,
необходимо выбрать такой рабочий угол
управления тиристорами выпрямителя
при
,
чтобы при уменьшении значения напряжения
уменьшением угла управления
можно было бы восстановить прежнее
значение
.
Если принять, что напряжение питающей
сети
изменяется в диапазоне
,
то можно принять
равным
тридцать градусов и выбрать для заданных
значений
,
,
,
,
такое значение
,
которое обеспечивает необходимое
значение
и
.
Для расчета коэффициента обратной связи необходимо в уравнение (9.8) подставить значения , , и :
(9.10)
(9.11)
(9.12)
В качестве примера для расчета
используем следующие значения величин,
входящих в уравнения (9.10
9.12):
= 220 В,
= 200 В,
= 240 В,
= 5 В,
=
,
= 0,01,
=
,
=
,
= 25 А.
= 5
0,01
= 0,05 В;
;
и уравнение (9.10) приобретает вид:
(9.13)
(9.14)
Для того чтобы определить значение
при других значениях
и
,
для рассчитанного значения
необходимо найти значении
из уравнения:
(9.15)
Найти значение из уравнения (9.15) можно или графически или итерационными методами.
По найденному значению можно определить:
(9.16)
По уравнению (9.1) вычислить значение напряжения на нагрузке и определить точность стабилизации напряжения на нагрузке.
Для случая стабилизации тока нагрузки
для заданных значений
,
,
,
,
и выбранном значении
необходимое значение коэффициента
обратной связи можно найти из уравнения:
(9.17)
(9.18)
(9.19)
(9.20)
Ом,
тогда уравнение (9.17) приобретает вид:
(9.21)
(9.22)
Для того чтобы определить значение тока
,
протекающего через нагрузку, при других
значениях
,
,
для рассчитанного значения
необходимо найти значение
из уравнения:
(9.23)
Список литературы.
Лапин В. И., Савелов Н. С. Электроника: учебное пособие. Ростов на Дону, «Феникс», 2000; 448 с.
Куприянов А. С., Смородинов В. В. Электротехника и электроника: лабораторный практикум по электронике. Изд. СПбГПУ, 2005; 127 с.
Перельмутер В. М., Сидоренко В. А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. Москва, «Энергоатомиздат», 1988; 304 с.
Зельдин Е. А. Цифровые интегральные микросхемы в электронной измерительной аппаратуре. Ленинград, «Энергоатомиздат», 1986; 280 с.
Забродин Ю. С. Промышленная электроника. Учебник для вузов. Москва, Высшая школа, 1982; 496 с.
Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Тарабрина Б. В. Москва, Энергоатомиздат, 1985; 528 с.