5 Расчёт внешних характеристик преобразователя

Рассчитаем и построим семейство внешних характеристик при значениях угла управления α=0°, α=30°, α =60° с учётом коммутации вентилей. При этом реактивную составляющую напряжения короткого замыкания трансформатора и питающей сети примем равным 10%. Активной составляющей напряжения короткого замыкании пренебрегаем.

– падение напряжения на анодной индуктивности ;

Тогда среднее значение на выходе выпрямителя с учетом коммутации

Так как реактивную составляющую напряжения короткого замыкания трансформатора и питающей сети принять равной 10%, то

,

Тогда семейство внешних характеристик при α₁=0°, α₂=30°, α₃=60° будут выглядеть следующим образом:

Рис. 4 – Внешние характеристики выпрямителя.

Из графика внешних характеристик видно, что с увеличением угла управления значение выходного напряжения уменьшается. Наклон внешних характеристик обусловлен численным значением .

6 Разработка функциональной схемы управления вентилями.

Вентильные преобразователи состоят из силовой части и системы управления. Силовая часть управляемого выпрямителя, выполненная на управляемых вентилях (тиристорах), может работать только при подаче на управляющие электроды в определённые моменты времени импульсов, обеспечивающих включение данных вентилей. Эту функцию выполняет система управления. Она выполняет две основных задачи:

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

2. Формирование управляющих импульсов, т.е. создание управляющих сигналов, передаваемых в нужные моменты времени на управляющие электроды тиристоров.

Рис. 5 Функциональная схема системы управления тиристорами.

На рисунке 4 приведена функциональная схема системы управления тиристорами, где:

1. ТV2 – понижающий трансформатор;

2. К1 и К2 – компараторы;

3. ГПИ – генератор пилообразного напряжения;

4. ФКИ – формирователь коротких импульсов;

5. ИУ – импульсный усилитель.

С силового трансформатора TV1 снимается значение линейного напряжения (Uac) рис.6. Полученный сигнал поступает на понижающий трансформатор, который обеспечивает гальваническую развязку системы управления и силовой части выпрямителя, с целью защиты от больших величин напряжения и тока. С помощью компаратора К1 синусоидальное линейное напряжение преобразовывается в прямоугольные импульсы такой же продолжительности рис.7. Полученные импульсы с компаратора К1 поступают на генератор пилообразного напряжения ГПН, где сигналы из импульсов заменяются напряжением пилообразной формы рис.8. Компаратор К2, при заданном управляющем напряжении U_упр и поступающем пилообразном напряжении, формирует из них сигнал прямоугольной формы, который и определяет угол управления α рис.9. Формирователь коротких импульсов ФКИ из полученного прямоугольного импульса создает импульс напряжения значением не менее значения необходимого по продолжительности и величине для открытия тиристора рис.10. Результирующий сигнал после импульсного усилителя ИУ поступает на управляющий электрод тиристора.