2.1.4 Система управления выпрямителем на тиристорах

При всем многообразии систем управления основная их задача состоит в формировании управляющих импульсов, которые задаются сигналом управления и передаются в определенные моменты времени на управляющие электроды тиристоров. Наибольшее распространение получили системы управления вертикального типа, обладающие высоким быстродействием.

На рис.2.5 приведены обобщенная структурная схема системы импульсно-фазового управления (СИФУ) вертикального типа и временные диаграммы для случая управления однофазным управляемым выпрямителем с выводом средней точки трансформатора.

Рисунок 2.5 - Структурная схема системы импульсно-фазового управления (а)

и временные диаграммы однофазного управляемого выпрямителя (б)

Рассмотрим принцип формирования управляющих импульсов в СИФУ при вертикальном способе управления, используя временные диаграммы рис.2.5,б. В состав СИФУ входят генератор пилообразного (опорного) напряжения ГПН, устройство сравнения УС и формирователь импульсов ФИ (рис.2.5,а). Работа ГПН синхронизирована с напряжением питающей сети таким образом, что в моменты перехода напряжения u_c через ноль ГПН формирует периодические линейно-нарастающие импульсы напряжения u_п. На входы УС поступают напряжение u_п и напряжение управления u_у. В моменты их равенства на выходе УС появляются сдвинутые по фазе относительно момента естественного отпирания на угол  импульсы управления u_у1 в интервале (0-) и u_у2 в интервале (-2). Формирователь импульсов ФИ усиливает импульсы u_у1 и u_у2, формирует их по форме, а затем распределяет для подачи на соответствующие тиристоры VS1 и VS2.

2.2 Описание схемы эксперимента

В работе исследуется однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель с выводом средней точки трансформатора, схема которого приведена на рис.2.6.

Рисунок 2.6 - Схема однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя с выводом средней точки трансформатора

Такое же изображение схема выпрямителя имеет и на накладной панели стенда с указанием контрольных точке (гнезда Х1-Х5).

Ток нагрузки регулируется потенциометром R_н. С помощью коммутации ключа S1 можно исследовать работу управляемого выпрямителя с активной и активно-индуктивной нагрузками. Шунт r_ш=1 Ом позволяет проводить наблюдение тока нагрузки по осциллографу, а также измерение тока нагрузки с помощью цифрового вольтметра (гнездо Х5).

На гнезде Х2 измеряется выпрямленное напряжение u_d на входе индуктивного фильтра, на гнезде Х4 измеряется напряжение на нагрузке u_н. На гнезде Х1 можно наблюдать переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, на гнезде Х3 – импульсы управления системы импульсно-фазового управления (СИФУ).

2.3 Порядок выполнения работы

Перед началом экспериментов подготовьте стенд к работе в соответствии с указаниями данной инструкции. Обратите внимание на использование коммутатора стенда при снятии нескольких осциллограмм одновременно.

2.3.1 Исследование регулировочных характеристик

управляемого выпрямителя

Снятие регулировочных характеристик U_н=f() производится с помощью цифрового вольтметра, который фиксирует среднее выпрямленное напряжение U_н на гнезде Х2. Угол управления  задается нажатием кнопок переключения «кГц ()».

2.3.1.1 Снять регулировочную характеристику управляемого выпрямителя при активной нагрузке. Нажать кнопку S1. Установить максимальный ток нагрузки, повернув ручку «R_н» в крайнее правое положение. Используя переключатель «кГц ()», произвести измерения напряжения U_н от максимального до минимального значения. Данные измерений занести в табл.2.1.

Таблица 2.1

,эл.град
Uн, В

2.3.1.2 Снять регулировочную характеристику управляемого выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке. Отжать кнопку S1. Измерения произвести аналогично п.2.3.1.1.