Типовые блоки сифу и их назначение. Принцип действия вертикальной сифу.

Рисунок 47 – Структурная схема СИФУ

Типовыми блоками СИФУ являются: устройство синхронизации (УС), генератор развертываемого (пилообразного) напряжения (ГРН), компаратор (К), формирователь длительности импульсов (ФДИ), распределитель импульсов (РИ), выходной формирователь (ВФ), генератор высокочастотных импульсов (ГВИ).

УС—устройство синхронизации; предназначено для осуществления потенциальной развязки с питающей сетью и согласования напряжения сети до уровня с которым работают интегральные микросхемы. УС отмечает переходы через ноль сетевого напряжения и формирует сигналы, соответствующие положительным и отрицательным полупериодам сетевого напряжения.

ГРН -генератор развертываемого напряжения; формирует пилообразное напряжение U_п на основании входного сигнала U_оп, возвращаясь в исходное состояние в момент подачи импульсов U_синх..

НО- нуль-орган (компаратор); сравнивает на входе пилообразное напряжение с напряжением управления и в момент их равенства меняет свое выходное состояние. Этот элемент преобразует U_упр в фазовый сдвиг, т. е. угол α.

ФДИ- формирователь длительности импульсов; по переднему фронту сигнала U_но формирует прямоугольные импульсы с длительностью, достаточной для надежного открывания тиристоров силового блока .

РИ- распределитель импульсов; управляется сигналами U_р1 и U_р2 с выхода УС и служит для распределения импульсов U_GT по тиристорам VS1 и VS2; формирует на выходе соответственно импульсы U_GT1 и U_GT2 .

ВФ₁, ВФ₂- выходные формирователи; формируют открывающие импульсы по мощности, необходимой для надежного включения тиристоров, и обеспечивают потенциальную развязку СУ с силовым блоком.

ГВИ- генератор высокочастотных импульсов; генерирует импульсы высокой частоты.

Принцип действия вертикальной СИФУ.

При вертикальном управлении управляющий импульс формируется в результате сравнения на нелинейном элементе величин переменного (синусоидального, пилообразного) и постоянного напряжения. В момент, когда они равны и их разность меняет полярность, происходит формирование импульса. Фазу импульса можно регулировать, изменяя величину постоянного напряжения. Фазосдвигающее устройство состоит из генератора переменного напряжения и узла сравнения.

При поступлении с синхронизатора напряжения в момент естественной коммутации запускается генератор переменного напряжения ГПН. С выхода ГПН напряжение пилообразной формы поступает на устройство сравнения, где оно сравнивается с напряжением управления. В момент равенства пилообразного и управляющего напряжений УС подает импульс, который через распределитель импульсов РИ попадает на формирователь импульсов, а далее на тиристоры.

Схема вертикальной СИФУ и диаграммы, поясняющие ее работу, представлены на рисунках:

Р исунок 48 – Схема вертикальной СИФУ

Рисунок 49 – Диаграммы работы вертикальной СИФУ

12 . Регулировочная характеристика сифу

Регулировочной характеристикой СИФУ называется зависимость угла управления α от напряжения управления. α=f(U_у).

Основным элементом СИФУ, осуществляющим преобразование U_у в фазовый сдвиг, то есть в угол открывания α является компаратор.

Р исунок 50 – Схема компаратора

Р исунок 51 -- Диаграммы работы компаратора

В момент равенства двух напряжений –U_п и U_у выходное состояние компаратора изменяется с “+” на “-”.

Для момента времени, при котором произошло равенство напряжений для входной цепи компаратора можно записать уравнение Кирхгофа:

Принимая, что R₁=R₂, тогда U_п=- U_у. Учитывая, что в момент θ=α можно записать:

; - выражение регулировочной характеристики СИФУ

Рисунок 52 – Регулировочная характеристика СИФУ

Из характеристики видно, что меньшим значениям U_у соответствует меньший угол открывания α и, следовательно, большее значение выпрямленной ЭДС.

О днако необходимо, чтобы при U_у=0 выпрямленное ЭДС также было равно “0”. Для выполнения этого условия на вход компаратора вводят U_смещ (рисунок 63). Величину U_смещ выбирают таким образом, чтобы при U_у=0 ЭДС стремилось к “0”.

Рисунок 53 – Схема компаратора с U_смещ

Угол открывания, соответствующий U_у=0 называется начальным углом открывания. U_у=0, следовательно U_p=-U_см.

При работе выпрямителя в режиме непрерывного тока α_нач=π/2. Это справедливо для всех полностью управляемых схем выпрямителей. В режиме прерывистого тока для однофазной мостовой схемы α_нач=π.

α_нач=150° для нулевой схемы;

α_нач=120° для трехфазной мостовой схемы.

;

;

Рисунок 54 – Регулировочная характеристика СИФУ с U_смещ