9,10. Горизонтальные и вертикальные сифу

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

С ЕСТЕСТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

В зависимости от того, в одном или нескольких каналах вырабатываются управляющие импульсы для вентилей преобразователя, различают одно- и многоканальные системы управления. По принципу изменения фазы управляющего импульса различают горизонтальные, вертикальные и цифровые системы. Системы, кроме того, могут быть синхронными и асинхронными.

При синхронном импульсно-фазовом управлении угол подачи управляющего импульса отсчитывают от определенной фазы напряжения сети, питающей преобразователь,

, (4.1)

где - угол подачи i-го управляющего импульса;

- угол начала отсчета угла задержки по отношению к сети;

- регулируемый угол задержки;

- угол сдвига импульсов по вентилям;

i – номер вентиля.

Синхронное управление является наиболее распространенным. При асинхронном импульсно-фазовом управлении угол подачи управляющего импульса отсчитывают от момента подачи предыдущего импульса.

. (4.2)

Преобразователь с асинхронным управлением может работать только в замкнутой системе. Асинхронные системы выполняют, как правило, одноканальными.

При горизонтальном управлении управляющий импульс формируется в момент перехода синусоидального напряжения через нуль, а изменение фазы импульса обеспечивается смещением фазы синусоидального напряжения, т. е. смещением по горизонтали.

На рисунке 4.1 приведена структурная схема канала с горизонтальным управлением для выпрямителя.

Рисунок 4.1. Структурная схема горизонтальной системы управления (а) и диаграммы, поясняющие ее работу (б).

Генератор переменного напряжения (ГПН) вырабатывает синусоидальное напряжение u_ГПН, находящееся по отношению к анодному напряжению вентиля u_а в определенной фазе, например . С выхода ГПН напряжение поступает на фазосмещающее устройство (ФСУ), которое сдвигает фазу входного напряжения на регулируемый угол без изменения амплитуды. При переходе напряжения ФСУ через нуль (см. угол на рисунке 4.1,6 формирователь импульсов (ФИ) вырабатывает импульс u_ФИ, который в выходном каскаде (ВК.) приобретает необходимые параметры (амплитуду, длительность и т. п.) и поступает на управляющий электрод вентиля В. Угол сдвига импульса в ФСУ зависит от величины управляющего на­пряжения u_у, которое является регулирующим. Аналогично стро­ятся каналы управления для остальных вентилей силовой схемы.

Горизонтальное управление не нашло широкого распространения, так как ФСУ в данной схеме не обеспечивает стабильности угла сдвига.

При вертикальном управлении управляющий импульс формируется в результате сравнения величин переменного (синусоидального, пилообразного, треугольного) и постоянного напряжений. В момент, когда эти напряжения становятся равными и их разность изменяет знак, происходит формирование импульса. Фазу импульса можно регулировать, изменяя величину постоянного напряжения. Таким образом, ФСУ при вертикальном управлении состоит из генератора переменного напряжения и узла сравнения.

На рисунке 4.2, а представлена структурная схема вертикальной системы управления однофазным мостовым выпрямителем (смотри рисунок 2.1, в). Схема работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения (ГПН) запускается с приходом импульса синхронизации u_c от синхронизатора С. Импульс в синхронизаторе формируется в момент появления положительного анодного напряжения u_а на управляемых вентилях, то есть в точках естественной коммутации (смотри рисунок 4.2, б). С выхода ГПН на­пряжение поступает на устройство сравнения (УС), где оно сра­внивается с напряжением управления u_у. В момент равенства напряжений а_гпн~п_у (Ф = а) устройство сравнения вырабатыва­ет импульсы и_въш которые через распределитель импульсов РИ поступают на формирователи импульсов ФИ1 и ФИ2 и далее через выходные каскады ВК1 и ВК2 на тиристоры выпрямителя.

В одноканальной системе управления трехфаз­ным выпрямителем по схеме рисунка 2.1, г устройство сравнения ра­ботает с частотой в m₂ = 3 раз больше, чем частота сети, с после­дующим распределением импульсов по m₂ каналам.

а)

б)

Рисунок 4.2. Структурная схема вертикальной системы управления однофазным мостовым выпрямителем (а) и диаграммы, поясняющие ее работу (б)