IX . 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, = , = 0,02,

=5, =82, = 125 А.

= 5 0,02 = 0,1 В;

и уравнение (9.10) приобретает вид:

Для того чтобы определить значение при других значениях и , для рассчитанного значения необходимо найти значении из уравнения:

(9.15)

(9.16)

1)

Берем: ε_нов1=0,068; ε_нов2=0,084

По формуле 9.15 подставляем данные ε в левую часть и получаем:

См.график1.

ε_ист=0,078.

α_ист=85-83*0,091/0,1=21,9°

U_{0α ист}=467 В.

2)

Берем

По формуле 9.15 подставляем данные ε в левую часть и получаем:

См.график1.

ε_ист=0,065

α_ист= 82-77*0,065/0,1=31°

U_{0α ист}=436 В.

Стабилизация тока нагрузки :

Берём:

По (9,15) подставляем данное в левую часть:

Берём:

ε_ист=0,078

=21.9

U_{0α ист}=434 В.

1)

Берём:

По (9,15) подставляем данное в левую часть:

Берём:

ε_ист=0,065

=31

U_{0α ист}=397 В.

1)

По (9,15) подставляем данное в левую часть:

ε_ист=0,0045

=47

U_{0α ист}=317В.

Список литературы.

1. Лапин В. И., Савелов Н. С. Электроника: учебное пособие. Ростов на Дону, «Феникс», 2000; 448 с.

2. Куприянов А. С., Смородинов В. В. Электротехника и электроника: лабораторный практикум по электронике. Изд. СПбГПУ, 2005; 127 с.

3. Перельмутер В. М., Сидоренко В. А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. Москва, «Энергоатомиздат», 1988; 304 с.

4. Зельдин Е. А. Цифровые интегральные микросхемы в электронной измерительной аппаратуре. Ленинград, «Энергоатомиздат», 1986; 280 с.

5. Забродин Ю. С. Промышленная электроника. Учебник для вузов. Москва, Высшая школа, 1982; 496 с.

6. Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Тарабрина Б. В. Москва, Энергоатомиздат, 1985; 528 с.