18Принцип построения эквивалентных многофазных схем. Способы реализации фазового сдвига при построении эквивалентных многофазных схем

Оптимальное число вторичных фаз трансформатора по критерию S2 одинаково для двухполупериодных и однополупериодных схем выпрямления. В то же время по критериям качества выпрямленного напряжения и первичного тока выпрямителя оптимальное число вторичных фаз трансформатора стремится к бесконечности. Отсюда становится очевидной необходимость построения мощных выпрямителей по таким схемам, у которых во вторичных обмотках трансформатора протекают токи с оптимальной для него длительностью 2π/3, как у трехфазных схем, а по числу пульсности выпрямления эти схемы были бы аналогичны многофазным схемам выпрямления. Такие схемы получили название эквивалентных многофазных схем выпрямления.  Таким образом, объединяя несколько схем выпрямления трехфазного тока с оптимальной длительностью токов во вторичных обмотках трансформаторов λ=2π/3 и комбинируя схемы включения первичных и вторичных обмоток трансформаторов для получения эквивалентной многофазной системы выпрямляемых напряжений, можно получить эквивалентные 24-, 48- и даже 96-фазные (такая схема имеется на 140 кА для электролиза) выпрямители.

19 Требования, предъявляемые к параметрам управляющих импульсов ТП. 1.Мощность управляющих импульсов (величина тока и напряжения) должна быть достаточной для надежного включения тиристора при самых неблагоприятных условиях в допустимой области их изменения. К таким неблагоприятным условиям можно отнести:

• .низкое анодное напряжения, при малых величинах угла управления  

• низкую температуру окружающей среды. 

• высокий уровень помех.

2. ).Асимметрия управляющих импульсов (

от заданного значения. К факторам, вызывающим увеличение асимметрии можно отнести:Асимметрией управляющих импульсов называется самопроизвольное отклонение угла

• искажение формы синусоидального питающего напряжения,

• недостаточно высокую чувствительность нуль- органа, срабатывание которого определяет момент выдачи включающего импульса,

• недостаточно высокую крутизну переднего фронта включающих импульсов.

Последствия:

• меняется велечина Iсред вентиля;

• В кривых выпрямленного напряжения (U_d ) появляется переменная составляющая, частота которой меньше частоты пульсаций напряжения U_d , и равна частоте питающего напряжения.

• подмагничивание трансформатора. 

3. Крутизна переднего фронта включающих импульсов.

Разброс моментов включения определяется двумя факторами: а) собственно асимметрией системы управления; б) различием характеристик включения отдельных вентилей, что при конечных значениях крутизны переднего фронта управляющих импульсов также приводит к сдвигу моментов включения вентилей. 

4. Форма и длительность включающих импульсов.

Наиболее распространенная форма включающих импульсов- прямоугольная. Минимальная длительность импульсов определяется временем, необходимым для нарастания тока в анодной цепи до значения тока включения тиристора.  Для обеспечения нормальной работы тиристоров в такой широко распространенной схеме как трехфазная мостовая, требуются либо широкие включающие импульсы, либо подача на каждый тиристор сдвоенных узких импульсов. Это объясняется тем, что при запуске схемы в работу или при работе в режиме прерывистого тока, необходимо, чтобы импульсы присутствовали одновременно на двух тиристорах из разных групп. Одновременное присутствие включающих импульсов на соответствующей паре тиристоров анодной и катодной групп может быть обеспечено, если длительность импульсов будет больше, чем t = T/6, где T- период переменного напряжения питания. Но задача часто решается другим путем: подачей на каждый тиристор сдвоенных узких импульсов, первый из которых соответствует очередному включению тиристора, согласно порядку коммутации тиристоров в схеме, а другой- повторному (в момент включения очередного тиристора противоположной группы). Основными недостатками управления широкими импульсами являются увеличение объема и массы импульсных трансформаторов в системе управления и увеличение потерь в тиристоре. 20 Классификация СИФУ. Функциональная схема канала СИФУ. Назначение отдельных элементов Классификация СИФУ. СИФУ можно разделить на два класса:

1. Синхронные системы управления - каждый управляющий импульс жестко привязан к синусоиде своей фазы. 

2. t сети. Он получается как результат регулирования интервалов между импульсами управления. в явном виде не связан с координатой Асинхронные СИФУ - угол управления

Синхронные СИФУ делятся на два вида:

1. Многоканальные СИФУ;

Синхронизирующее устройство посылает в СИФУ “n” синхронизирующих сигналов в моменты равенства ЭДС фаз, коммутация которых должна быть выполнена данным вентилем. Кроме сигнала синхронизирующего устройства на вход всех ФСУ поступает аналоговый сигнал U_У во всех ФСУ должен быть одинаков, поэтому и сигнал управления (U). Угол , величина которого определяет угол задержки включения всех вентилей (_У) на каждом канале один и тот же.

2. Одноканальные СИФУ.

В отличие от многоканальной здесь фазовый сдвиг осуществляется одним фазосдвигающим устройством, выходной сигнал которого поступает на распределитель импульсов в виде кратковременного импульса, частота поступления которого- 50 Гц.  импульсов, поступающих на выходные устройства, где эти импульсы усиливаются и поступают на управляющие электроды тиристоров. В течение одного периода переменного напряжения распределитель импульсов успевает выдать шесть импульсов на выходные устройства и т.о. завершается один цикл включения тиристоров.Распределитель импульсов выдает шесть сдвинутых по фазе на 60  Основные узлы многоканальной СИФУ. Синхронизирующие устройства (СУ) – определяет момент естественной коммутации и посылает сигнал в фазосдвигающее устройство. ^ Фазосдвигающее устройство (ФСУ) - регулирование фазы включающих импульсов тиристоров.  Входные устройства СИФУ ТП - сформировать аналоговый сигнал управления (U_У ), учитывающий задающее воздействие, воздействие сигналов обратных связей, корректирующее воздействие.  Выходные устройства СИФУ ТП. (формирователи импульсов) – формирование управляющего импульса, его усиление и осуществление гальванической развязки системы управления. 21 Вертикальный и интегральный принципы фазосмещения в СИФУ ТП. Способ обеспечения линейной зависимости  .  Сущность вертикального фазового управления заключается в сравнении переменного напряжения (пилообразной, синусоидальной, треугольной и других форм) с постоянным напряжением регулируемой величины.  Основными узлами его являются:

• генератор пилообразного напряжения (ГПН) синхронизированный с синусоидальным питающим напряжением с помощью СУ,

• нуль-орган НО (компаратор) и источник регулируемого постоянного напряжения, величина которого U_У регулируется вручную или автоматически.

В этой схеме формирование включающего импульса происходит в момент равенства пилообразного напряжения генератора U_г и напряжения управления U_У. При изменении U_У изменяется фаза управляющего импульса. Функции сравнивающего устройства выполняет нуль- орган “НО”, на входы которого поступают напряжения U_У и U_г.  Недостатком этого ГПН является нелинейность характеристики “вход-выход” тиристорного преобразователя. Эта нелинейность обусловлена нелинейной зависимостью E_d (U = ). При линейном пилообразном напряжении сохраняется линейная зависимость (= _У ), но зависимость выходной ЭДС от U_У остается нелинейной.  Иногда указанная нелинейность компенсируется за счет нелинейности опорного напряжения (переменное напряжение, которое сравнивается по величине с U_У ). Чаще всего в качестве опорного напряжения используется часть синусоиды напряжения питания ТП, а именно ее косинусоидальная часть.  На рис 35 изображена диаграмма напряжения трехфазного нулевого ТП, а также, диаграмма напряжений при формировании управляющих импульсов. При этом, в качестве опорного напряжения использована косинусоидальная часть переменного напряжения не участвующей в коммутации фазы. Так, при коммутации фаз “a”-“b” опорным напряжением является “перевернутая” фаза “c”; при коммутации фаз “b”-“c”, опорное напряжение- “перевернутая” фаза “а” и т.д. от UВ соответствии с диаграммой, зависимость угла _У  = arccos U- арккосинусоидальная (_У ), зависимость U_d  - косинусоидальная (Uот _d = U_d0  ). Зависимость же Ucos _d (U= _У ), вследствие того, что одна нелинейность компенсирует другую, оказывается линейной. Это показано на рис 36: Достоинства описанной системы очевидны. Линейность характеристики вход-выход тиристорного преобразователя существенно облегчает включение его в систему автоматического регулирования координат электропривода. Интегральный принцип фазосмещения управляющих импульсов ТП. Сущность этого принципа фазосмещения можно прояснить, рассмотрев структурную схему, изображенную на рис 37: В схему входят следующие элементы:

1. Синхронизирующее устройство(СУ);

2. Регулятор тока (РТ), обеспечивающий ток заряда интегрирующей емкости (с_и), значение которого определяется величиной управляющего напряжения U_У ;

3. Пороговый элемент (ПЭ) срабатывает при достижении потенциала заряда емкости (с_и ) порогового значения. При срабатывании ПЭ емкость разряжается через него на выходное устройство (Вых.У), которое формирует управляющий импульс на тиристор.

Схема работает следующим образом:  В моменты естественной коммутации СУ посылает сигнал (импульсы) на РТ. Начиная с момента естественной коммутации РТ обеспечивает заданное значение тока заряда емкости с_и ”. Дальше схема работает так, как сказано выше.. Время накопления заряда на емкости до величины потенциала срабатывания порогового элемента- это время задержки подачи управляющего импульса на управляющий электрод тиристора. Оно определяет величину угла управления “ ” на заданном значении.Достоинством схем с интегральным принципом фазосмещения является их простота и надежность. Их недостаток- более низкая точность поддержания величины угла “  ^ 22 Основные узлы СИФУ. Принципы их функционирования.  Синхронизирующие устройства (СУ). СУ – определяет момент естественной коммутации и посылает сигнал в фазосдвигающее устройство. Простейшим, наиболее распространенным СУ-ом является трансформатор. В качестве примера рассмотрим СУ, которое используется в системах управления 3-х фазных мостовых преобразователей. Схема этого устройства, представляющего собой трансформатор, на первичную обмотку которого подается трехфазное напряжение сети: /3. Вторичные обмотки синхронизирующего устройства выполнены со средней точкой, причем, эта точка соединяет начало и конец каждой полуобмотки. Поэтому со вторичных обмоток снимается шестифазное напряжение, векторная диаграмма которого представлена на том же рисунке. Схема позволяет использовать как фазные, так и лВ соответствии с принципом действия 3-х фазного мостового ТП на его тиристоры при шестиканальной системе управления должны поступать включающие импульсы, сдвинутые друг относительно друга на угол инейные напряжения вторичных обмоток синхронизирующего устройства. Схема позволяет использовать как фазные, так и линейные напряжения вторичных обмоток синхронизирующего устройства. Так точке естественной коммутации линейных напряжений “ау” и “az” (1) соответствует переход через нулевое значение напряжения “bz” (2). . Т.о. синхронизирующее устройство определяет момент естественной коммутации и в это время посылает сигнал в ФСУ.Этот переход может быть легко зафиксирован с помощью вентильного элемента и, значит, в этот момент может быть послан импульс в фазосдвигающее устройство, которое, с этого момента начинает отсчет угла Фазосдвигающее устройство (ФСУ). Назначение ФСУ в СИФУ ТП - регулирование фазы включающих импульсов тиристоров. Возможны различные принципы их реализации, но неизменным является то, что ФСУ осуществляет сдвиг импульса относительно момента естеств, величина которого регулируется в зависимости от значения управляющего напряжения Uенной коммутации в сторону запаздывания на угол _У. Два принципа фазосмещения, нашедших распространение в реальных ТП. Один из них называется вертикальный, другой- интегральный принципы. Входные устройства СИФУ ТП. Назначение входного устройства - сформировать аналоговый сигнал управления (U_У ) на СИФУ ТП, учитывающий задающее воздействие, воздействие сигналов обратных связей, корректирующее воздействие. Для реализации возложенных на входное устройство (ВУ) функций необходимо осуществить:

• Фильтрацию всех поступающих сигналов;

• Выполнить все необходимые логические действия с поступившими сигналами (суммирование с учетом их знаков, интегрирование тех сигналов, воздействие которых должно определяться их средними значениями);

• Усиление результирующего сигнала;

• Ограничение U_У допустимыми минимальными и максимальными значениями.

Каждая из перечисленных функций выполняется, обычно, своим, специальным, предназначенным для этого устройством, схемная и элементная реализация которого может иметь массу вариантов. Рассматривать эти варианты нецелесообразно, но некоторые тенденции в реализации этих устройств можно отметить:

• Так как мощности поступающих сигналов малы, в качестве фильтров обычно используют пассивные однозвенные R-C фильтры - Г- образные и П - образные;

• Функция суммирования реализуется обычно сумматором, выполненном на операционном усилителе, например, по схеме приведенной на рис 38:

• Усиление результирующего сигнала выполняется усилителем постоянного тока, выполненным на транзисторах либо на операционных усилителях.

• Ограничение U_У сверху и снизу может быть реализовано с помощью кремниевых стабилитронов.

Выходные устройства СИФУ ТП. (формирователи импульсов). Обычно в системах управления операции формирования импульсов, их усиления и гальванической развязки с системой управления осуществляются одним узлом, который, в дальнейшем, именуется “выходным устройством” (Вых.У). В других литературных источниках они именуются “формирователями импульсов” (ФИ). Примером может служить устройство, схема которого представлена на рис 39: Оно состоит из: 

• выходного транзистора VT;

• импульсного трансформатора (Тр- И), со вторичной обмотки которого снимаются импульсы, поступающие на управляющий электрод тиристора.

Существенное влияние на параметры включающего импульса в формирователе импульсов (ФИ) оказывает импульсный трансформатор. В схеме для интенсивного нарастания тока в первичной обмотке трансформатора в момент формирования импульса введена дополнительная вторичная обмотка трансформатора, включенная в цепь управления (2). Для предотвращения утечки тока через выходную цепь (Э-К) транзистора и намагничивания сердечника трансформатора этими токами утечки в промежутках между рабочими импульсами, предусмотрен источник запирающей ЭДС (E_запир.), который запирая транзистор в промежутках между рабочими импульсами, предотвращает подмагничивание сердечника, но не препятствует четкому включению транзистора VT при создании условий для прохождения i_вкл.  Диод V_D2 , установленный параллельно первичной обмотке трансформатора, затягивает процесс размагничивания импульсного трансформатора в промежутках между рабочими импульсами и, этим самым, защищает транзистор VT от пробоя импульсом перенапряжения, который возник бы при отсутствии V_D2 .  23 Способы реверса вентильных электроприводов. Реверс – это или изменение направления вращения механизма на противоположенное, или изменение момента вращения с прямого на обратный при неизменном направлении вращения. Схемы реверсивного вентильного электропривода можно разбить на две основные группы:

1. Схемы с одним комплектом вентилей и переключениями в цепи якоря;

“-” - медленно работает - броски тока при переключениях - сложность регулирования скорости эл.привода - износ реверсивных контакторов “+” - простота - дешевизна

2. Схемы бесконтактного реверса с двумя комплектами вентелей. 

Бесконтактные реверсивные схемы с двухкомплектными ТП. Применяются в тех случаях, когда требуются предельно быстрые реверсы и большая частота последних и нужны плавные и быстрые переходы с высших скоростей на низшие. РТП обеспечивают более плавный переход из двигательного режима в тормозной.  Схемы реверсивных вентильных электроприводов с двумя комплектами вентилей делятся на два основных класса:

1. перекрестные схемы (или восьмерочные);

2. встречно- параллельные (противопараллельные).

В перекрестных схемах силовой трансформатор (Тр) имеет две изолированные группы вторичных обмоток, каждая из которых питает свою группу вентилей: ТПВ и ТПН.  Встречно-параллельные или противо-параллельные схемы (рис 44, 45) - имеют одну группу вторичных обмоток питающего трансформатора. Сравнивая перекрестные и встречно- параллельные схемы, можно отметить достоинства и недостатки каждого из этих классов. Недостатком перекрестных схем является необходимость иметь более дорогой и хуже используемый трансформатор с двумя комплектами вторичных обмоток. Достоинство- меньшее число уравнительных дросселей в трехфазной мостовой схеме (наиболее распространенной в вентильном электроприводе) и меньшая их индуктивность. Во встречно- параллельных схемах размер и стоимость трансформатора меньше, т.к. требуется только одна вторичная обмотка. Более того, при применении противопараллельных схем можно вовсе обойтись без трансформатора, если уровень напряжения сети переменного тока соответствует потребной величине выпрямленного напряжения. Правда, в этом случае возможно превышение критического значения нарастания анодного тока в вентилях. Поэтому приходится устанавливать в двух фазах воздушные реакторы. Для их изготовления требуется большое количество меди, что, в какой-то степени, снижает преимущество этих схем. Недостатком встречно- параллельных схем являются большие значения переменной ЭДС в контуре уравнительного тока, из-за чего приходится увеличивать индуктивность уравнительных дросселей, и следовательно, габариты, массу и стоимость последних. В схемах с двумя комплектами вентилей при одном направлении вращения в выпрямительном режиме работает одна группа вентилей, а при противоположном- другая. При этом, в то время как одна группа вентилей работает в выпрямительном режиме, другая подготовлена к режиму инвертирования. Процесс реверса может проходить двумя разными способами:

1. без запирания неработающей группы(совместное управление);

2. с запиранием неработающей группы(раздельное управление).

24 Совместное управление комплектами реверсивных ТП. Природа уравнительных токов. Системы с совместным управлением подразделяются на два типа:

1. Системы с одноканальным управлением, или системы с жестким однозначным согласованием углов управления реверсивных групп ₁ и ₂;

2. Системы с двухканальным управлением, или системы с автоматическим регулированием уравнительного тока.

В одноканальных системах имеется лишь один канал управления, по которому осуществляется одновременное воздействие на углы управления обеих вентильных групп. При этом обеспечивается однозначное жесткое соответствие между углами управления ₁ и ₂ групп, т.е. каждому значению угла управления первой группы ₁ соответствует строго определенное значение угла управления другой группы ₂. Соотношение между углами ₁ и ₂ определяется принятым законом согласования, характеристиками системы управления и ее настройкой. В двухканальных системах имеются два отдельных канала управления. Один из каналов воздействует на работающую группу вентилей и тем самым определяет основной режим работы электропривода. Второй канал управления воздействует на неработающую группу вентилей и служит для регулирования величины уравнительного тока. Поэтому двухканальные системы управления называют также системами с автоматическим регулированием уравнительного тока. Из-за равенства средних значений ЭДС выпрямительной и инверторной групп при линейном (симметричном) согласовании постоянная составляющая выпрямленной ЭДС в уравнительном контуре равна нулю. Однако, сумма мгновенных значений ЭДС в этом контуре не равна нулю и вызывает протекание уравнительного тока. Последний имеет пульсирующий характер.

25 Согласование статических характеристик реверсивных групп  Безлюфтовое согласование Для обеспечения безлюфтового перехода из двигательного режима в тормозной (генераторный) необходимо, чтобы скорость холостого хода двигателя при подходе к ней со стороны двигательного режима _х.х.дв. равнялась скорости холостого хода при подходе к ней со стороны тормозного режима _х.х.т : _х.х.дв = _х.х.т Так как _х.х.дв = U_d вх./ c_e  _х.х.т = U_d их./ c_e где: U_d вх - напряжение холостого хода выпрямительной группы; U_d их - напряжение холостого хода инверторной группы. Из соотношений и следует, что для получения безлюфтового сопряжения характеристик необходимо, чтобы напряжения холостого хода выпрямительной и инверторной групп были равны по величине. Если не учитывать области прерывистого тока, т.е. считать индуктивность в якорной цепи двигателя бесконечно большой, то для равенства U_d их = U_d вх должно выполняться условие: E_d0 cos _b U- _в = - E_d0 cos  _и U+ _В (3- 29) Из этого условия находится связь между углами управления выпрямительной (_В) и инверторной (_и) групп вентилей: cos _В + cos _и U= (2_В / E_d0 ) = 2 или: cos _В = - cos _и  = cos + 2_и  (3-30)+ 2 U = где _В / E_d0 -относительное падение напряжения на вентиле. , получается: -  = Из соотношения (3- 30) с учетом того, что cos _Вcos  _и= cos _и ; или _и > _В (3- 32) и _В + _и <  ; или 180₁ + ₂ < (3- 33)180 (3-33) называют нелинейным (несимметричным) согласованием без люфта.Согласование характеристик выпрямительной и инверторной групп в соответствии с условиями (3-27) Линейное (симметричное) согласование. На практике довольно часто применяется так называемое линейное или симметричное согласование работы реверсивных групп в соответствии с законом: ₁ + ₂ = 180 или ₁ = ₂  Здесь в соответствии с ЭДС выпрямительной группы равна ЭДС инверторной группы: E_d в = E_d и  и постоянная составляющая выпрямленного напряжения в уравнительном контуре равна нулю. Из-за наличия падения напряжения в вентилях напряжения холостого хода выпрямителя U_dВ и инвертора U_dИ при данном способе согласования оказываются уже неравными: U_dВ = E_d0 cos _В U- _В < E_d0 cos  _и U+ _В = U_dИ Вследствие этого скорость идеального холостого хода в двигательном режиме _х.х.дв оказывается меньше скорости идеального холостого хода в режиме рекуперативного торможения _х.х.т : _х.х.дв=U_dВ / c_e = (E_d0 cos _В U- _В )/c_e < (E_d0 cos  _и U+ _В )/c_e = U_dИ / c_e=_х.х.т * и механические характеристики привода имеют вид, показанный на рис 48: .Из рассмотрения этого рисунка и из соотношения (*) следует, что при изменении знака момента нагрузки электродвигатель начнет развивать тормозной момент лишь после того, как его скорость после предшествующего двигательного режима возрастет на величину  = _х.х.т - _х.х.дв U= 2_В/ c_e Таким образом, при переходе из двигательного режима в режим рекуперативного торможения будет иметь место скачок скорости, т.е. при линейном согласовании не обеспечивается безлюфтовое сопряжение характеристик.  26 Одноканальные и двухканальные системы регулирования тока при совместном управлении реверсивными ТП  Сист. с совместным управлением подразделяются на два типа: 1.Сист. с одноканальным управлением, или сист. с жестким однозначным согласованием углов управления реверсивных групп ₁ и ₂; 2.Сист. с двухканальным управл-ем, или сист. с автоматич. регулир-ем уравнит. тока. В одноканальных сист. имеется лишь 1 канал управл-я, по которому осуществляется одновременное воздействие на углы управл-я обеих вентильных групп. При этом обеспечивается однозначное жесткое соответствие м/у углами управл-я ₁ и ₂ групп, т.е. каждому значению угла управл-я первой группы ₁ соответствует строго определенное значение угла управл-я др. группы ₂. Соотношение м/у углами ₁ и ₂ определяется принятым законом согласования, хар-ками сист. управл-я и ее настройкой. «-» сист. с одноканальным управл-ем: вел-на уравнит. тока зависит от свойств системы. «+»:предельное быстродействие электропривода. В двухканальных сист. имеются 2 отдельных канала управл-я. Один из каналов воздействует на работающую группу вентилей и тем самым определяет основной режим работы эл.привода. Второй канал управл-я воздействует на неработающую группу вентилей и служит для регулир-я вел-ны уравнит. тока. Поэтому двухканальные сист. управл-я называют также сист. с автоматич. регулированием уравнит. тока. «-» сист. с двухканальным управл-ем:большая сложность систем управления по сравнению с одноканальными системами. «+»:предельное быстродействие электропривода. При этом в отличие от одноканальных систем вел-на уравнит тока ограничивается не только в установившихся режимах, но и во время переходных процессов. Перекрестная ^ 27. Раздельное управление реверсивными группами. Автоматический выбор работающей группы в зависимости от знака ошибки регулирования. Наиболее эффективным способом ограничения уравнительного тока является раздельное управление вентильными группами. В электроприводах с раздельным управлением импульсы в любом режиме работы электропривода подаются только на одну группу вентилей реверсивного преобразователя, и ток протекает только через эту гру4) раза его массу.ппу. Так как другая группа вентилей при этом заперта, то тем самым, полностью исключается возможность возникновения уравнительных токов, и в электроприводах с раздельным управлением не требуется установка уравнительных дросселей. Это позволяет значительно сократить объем реверсивного преобразователя и примерно в (2 Структурная схема реверсивного вентильного электропривода с раздельным управлением приведена на рис 55: Важнейшей составной частью системы управления этих электроприводов является логическое переключающее устройство- ЛПУ. Это устройство на основании сопоставления командных сигналов (U_з ) и сигналов обратных связей ( U_о.н.), характеризующих действительное состояние электропривода, дает разрешение на включение тиристоров той из реверсивных групп, которая должна пропускать ток, и вырабатывает запрещающий сигнал U_з.в. (U_з.н.) , который не допускает подачи управляющих импульсов на тиристоры неработающей группы. Последнее условие должно строго выполняться, т.к. из-за отсутствия уравнительных дросселей при одновременном включении тиристоров в реверсивных группах ТПВ и ТПН возникает междуфазное короткое замыкание. 10) миллисекунд.По этой же причине не допустима подача включающих импульсов на группу, вступающую в работу, до тех пор, пока не прекратится протекание тока через группу, заканчивающую работу. В связи с этим в системе управления должна быть предусмотрена токовая блокировка, работающая от датчика тока ДТ. Длительность бестоковой паузы обычно составляет (3  Для предотвращения аварийных режимов системы управления тиристорных электроприводов с раздельным управлением должны обеспечивать выполнение следующих условий:

1. Недопустимость одновременной подачи управляющих импульсов на обе выпрямительные группы;

2. Поддержание подачи управляющих импульсов на тиристоры инверторной группы при наличии тока в ней;

3. Запрет включения одной выпрямительной группы при наличии тока в другой;

4. При переключении групп должна обеспечиваться “аппаратная пауза”, в течение которой снимаются управляющие импульсы с обеих групп.

В зависимости от требуемого направления вращения и уровня скорости, и действительного направления вращения и величины фактической скорости двигателя и направления момента нагрузки производственной машины система управления должна подключать ту или иную группу преобразователя и устанавливать необходимую величину угла управления вентилей. Выбор работающей группы осуществляет ЛПУ. Существуют два наиболее применяемых способа раздельного управления:

1. Управление, осуществляющее выбор работающей группы в функции знака сигнала рассогласования заданной частоты вращения двигателя и ее фактического значения;

2. Система самонастройки (система “сканирующей логики”).

Системы, работающие в зависимости от знака сигнала рассогласования.  На входы ЛПУ подаются два сигнала:

1. Сигнал наличия тока преобразователя;

2. Сигнал “ошибки” замкнутой системы автоматического регулирования. 

U_вх = U_з - U_о.н где: U_з - задающее напряжение. Оно задает направление вращения и уровень частоты вращения. U_о.н. - напряжение обратной связи, характеризующее действительное направление вращения и величину частоты вращения. Uт.е. включению группы “Вперед” соответствует положительное значение _вх , работе группы “Назад” - отрицательное.  Эта возможность и используется в электроприводе рассматриваемого типа. + раздельного управления:

• Отсутствие уравнительного тока

• Более высокий КПД

• Возможность полного использования трансформатора по U S

• Меньше вероятность опрокидывания инвертора

- :

• Усложнение системы управления

• Необходима пауза между работой групп

• Возможность возникновения толчков тока при переключении групп

28. Системы самонастройки (сканирующей логики) при раздельном управлении ТПР. Работа систем самонастройки основана на автоматическом “поиске” группы, в которой существуют условия для протекания тока нагрузки.  Структурная схема реверсивного вентильного электропривода с одной из более простых систем самонастройки показана на рис 57а. На рисунке 57б приведены диаграммы, поясняющие ее работу. Рис 57 б) Переключения реверсивных групп осуществляются с помощью блока реверса БР, состоящего из логического переключающего устройства ЛПУ и мультивибратора МВ. Работа ЛПУ происходит, в основном, так же, как и в ранее рассмотренной схеме. Отличие состоит лишь в том, что на его переключающий вход здесь поступает не сигнал рассогласования, а знакопеременное напряжение от внешнего источника- мультивибратора МВ.(В качестве источника переменного переключающего напряжения U_периногда используется питающая сеть 50 Гц). При отсутствии тока в преобразователе, мультивибратор работает в режиме автоколебаний и ЛПУ непрерывно переключается, периодически выдавая запрещающие сигналы U_з.в и U_з.н на соответствующие группы вентилей, разрешая, тем самым, попеременно работать то одной, то другой.  Если подать команду на пуск двигателя в направлении “Вперед”, то под действием напряжения управления U_У угол управления группы ТПВ _в уменьшится, а угол управления группы ТПН увеличится. Тогда при очередном включении группы “Вперед” в ней возникнет ток, и двигатель начнет разгоняться в направлении “Вперед”. Одновременно с этим с датчика тока ДТ на мультивибратор и ЛПУ будет подан сигнал токовой блокировки U_i , который запретит дальнейшее переключение как мультивибратора, так и ЛПУ. Тем самым будет зафиксирована работа группы “Вперед” и заблокирована работа группы “Назад”. Это состояние будет сохраняться на протяжении всего времени протекания тока в группе “Вперед” (интервал t₁- t₂).  Если за счет уменьшения управляющего напряжения U_У будет подана команда на снижение частоты вращения (момент времени t₂), то угол управления группы ТПВ увеличится, а группы ТПН - уменьшится. ЭДС группы “Вперед” сделается меньше ЭДС двигателя, и ток якоря начнет снижаться. После снижения последнего до значения тока удержания i_уд снимется токовая блокировка с мультивибратора, последний переключится в противоположное состояние, и на ранее работавшую группу с ЛПУ поступит запрещающий сигнал U_з.в t. По истечение времени аппаратной паузы _н, необходимой для снижения тока от значения тока удержания i_уд до нуля, снимется запрещающий сигнал U_з.н с группы ТПН (момент времени t₃). Если при этом ЭДС этой группы окажется меньше ЭДС двигателя, то через группу “Назад” потечет ток и вновь вступит в действие токовая блокировка. Последняя на этот раз зафиксирует работу группы “Назад” и запретит переключение мультивибратора и ЛПУ в противоположное состояние до тех пор, пока будет существовать ток в этой группе. Если управляющее напряжение будет изменяться в прежнем направлении, то двигатель вначале будет тормозиться в режиме рекуперативного торможения, а затем, после изменения полярности управляющего напряжения начнет разгоняться в противоположном направлении. UВ системе самонастройки переключения групп начинается при любой частоте вращения и любом направлении вращения двигателя после снижения тока до нуля. Поэтому, если при снижении величины “ошибки” _вх UЭДС работающей вентильной группы ТПВ окажется ниже ЭДС двигателя, и ток снизится до нуля, то сразу же автоматически, независимо от того, изменился знак _вх, или нет, произойдет переключение групп, и двигатель перейдет в режим рекуперативного торможения. В рассмотренном ранее примере работы шахтной подъемной установки при приближении подъемных сосудов к точке “равновесия” может произойти несколько смен режимов работы электропривода- с двигательного на тормозной и обратно. 30. КПД и коэффициент мощности тиристорного электропривода постоянного тока Понятие мощности, выделяемой в цепи нагрузки постоянного тока, может иметь двоякий смысл. С одной стороны- это мощность P_d , определяемая как произведение постоянных составляющих (средних значений) выпрямленного тока I_d и напряжения U_d : P_d = U_d * I_d (3-56) С другой стороны, действительная полная мощность P_d, выделяемая в нагрузке, определяется как средняя мощность от мгновенных значений тока i_d и напряжения u_d в нагрузке за период повторяемости формы выпрямленного напряжения:  (3-57) где T - период повторяемости формы выпрямленного напряжения. iРазница в значениях этих мощностей обусловлена наличием пульсаций в выпрямленном напряжении и в токе нагрузки. Так, если обозначить пульсации в виде переменных составляющих _d uи _d, то можно записать:  (3-58) iОчевидно, что в случае идеально сглаженного тока нагрузки, когда _d uравен нулю (_d может быть не равен нулю), значения мощностей P_d и P_d совпадают. Основные потери активной мощности имеют место в следующих частях тиристорных преобразователей:

• PВ трансформаторе _т ;

• PВ тиристорах преобразователя _в;

• PВо вспомогательных устройствах _всп (в системах управления, защиты, охлаждения, сигнализации и др.);

• PДополнительные потери _доп (потери, обусловленные пульсациями напряжения и тока на нагрузке, потери при переключениях вентилей).

С учетом этих составляющих для преобразователя КПД определяется из следующего соотношения: = (U_d I_d) / (U_d I_d P+ _т P+_в P+_всп P+_доп) (3-59) 0.8).0.9). ТП малой и средней мощности имеют КПД (0.7Изготавливаемые в настоящее время ТП большой мощности имеют КПД в пределах (0.85 Коэффициентом мощности в установках переменного тока называется отношение активной мощности, потребляемой установкой к полной. При определении коэффициента мощности ТП необходимо учитывать несинусоидальность потребляемого им из сети тока. На рис 60 представлены диаграммы напряжения u₁ питающей сети и тока i₁L, потребляемого однофазным мостовым ТП из сети при допущении идеальной сглаженности выпрямленного тока (_н ) и мгновенной коммутации.= Из несинусоидального тока i₁ может быть выделена первая гармоника i₁₍₁₎, отстающая от напряжения u₁ . Соответственно активная мощность P, потребляемая преобразователем, выражается следующей формулой:на угол P = U₁ I₁₍₁₎  (3-60)cos где U₁ - действующее напряжение сети; I₁₍₁₎ - действующее значение первой гармоники тока, поступающего из сети; - угол сдвига первой гармоники тока по отношению к напряжению питающей сети. Полная мощность, потребляемая выпрямителем, на основании общего определения может быть записана в виде:  (3-61) где I₁ - действующее значение несинусоидального тока, поступающего из сети; I_n - действующее значение его n-ой гармоники. Коэффициент мощности преобразователя:  (3-62) , определяемым как отношение действующего значения первой гармоники тока к действующему значению всего тока.Степень несинусоидальности тока в данном случае характеризуется коэффициентом искажения формы первичного тока Для несинусоидального тока помимо активной мощности P и реактивной мощности Q вводится понятие мощности искажения T, определяемой как:  (3-63) Мощность искажения T характеризует степень различия в формах кривых тока и напряжения. Для рассматриваемого случая форма кривой напряжения питающей сети- синусоидальная, а тока - прямоугольная, поэтому мощность T отлична от нуля. LИз рис 60 видно, что для идеализированной схемы однофазного выпрямителя (при _н  = 0) ток i и угла коммутации = ₁₍₁₎отстает от напряжения u₁ . Поэтому коэффициент мощности можно выразить как:, равный углу на угол (3-64) cos  =  .При синусоидальном первичном напряжении получается, что чем ближе форма первичного тока к синусоиде, тем ближе к единице коэффициент На рис 61 показаны формы первичного тока для различных схем преобразователей, которые получаются при идеальном сглаживании выпрямленного тока I_d. Приведены, так называемые “коммутационные функции” для однофазной мостовой (а), 3-х фазной нулевой (б), 3-х фазной мостовой (в) и для 12-ти пульсной (г) схем выпрямления. приближается к единице.Мы видим, что по мере увеличения пульсности форма первичного тока приближается к синусоиде и, значит, коэффициент искажения ) может быть определен по приближенной формуле:. В этом случае коэффициент сдвига (cos Для более точного определения коэффициента мощности необходимо учитывать угол коммутации /2)) (3-65) + ( = cos (cos , это влияние незначительно. не превосходит 30, но в большинстве режимов работы, когда  также влияет на коэффициент Угол коммутации .Из вышеизложенного следует, что коэффициент мощности вентильного преобразователя носит индуктивный характер (преобразователь потребляет из сети реактивную мощность) и в основном определяется углом управления   При определении энергетического режима работы силовой установки (тиристорного преобразователя) важно выяснить, когда она является приемником электрической энергии и когда- источником. Для определения этого необходимо воспользоваться известными признаками источника и приемника, что рассмотрено в параграфе 3.3.1. Эти признаки нужно применить к таким объектам энергетического процесса, как питающая сеть и силовая установка (ТП). Рассмотрим диаграммы напряжения и тока, изображенные на рис 60. Здесь питающее напряжение u₁ синусоидальное. Ток представлен первой гармоникой в общем несинусоидальном токе i₁₍₁₎ . Из диаграммы видно, что на интервале 0-1 напряжение u₁ и ток i₁₍₁₎ имеют разные знаки, т.е. их направление не совпадают. Это значит, что на интервале 0-1 сеть является приемником электроэнергии, а силовое устройство, подключенное к сети, - источником. На участке 1-2 знаки напряжения и тока одинаковы. Напряжение и ток по направлению совпадают. Здесь сеть- источник энергии, силовая установка- приемник. = 1).). Наибольшее значение он имеет при полной сонаправленности полуволны тока с полуволной напряжения сети, или при полной противонаправленности полуволны (cos В зависимости от соотношения длительности интервалов времени 0-1 и 1-2 изменяется коэффициент сдвига (cos .Наименьшее значение коэффициент сдвига имеет при отставании синусоиды тока от синусоиды напряжения на угол 90 ^ 31.Влияние работы вентельного электропривода на питающую сеть. Так как в вентильном электроприводе постоянного тока имеет место непосредственная связь нагрузки с сетью, то все процессы, происходящие в цепи нагрузки, оказывают существенное влияние на питающую сеть. Как правило, это влияние негативно. Этот отрицательный фактор проявляется в виде искажений 3-х фазного синусоидального напряжения питающей сети. Перечислим виды возможных искажений напряжения и причины, их вызывающие:

• Снижение действующего значения переменного напряжения вследствие потребления из сети активной мощности. Этот вид влияния имеет место не только в вентильном электроприводе, он характерен для любого типа электропривода.

• Индуктивная составляющая тока сети вызывает намагничивание железа всех трансформаторов, по обмоткам которых она протекает, и снижает общий коэффициент мощности сети. Намагничивая железо трансформаторов, эта составляющая тока приближает трансформаторы к насыщению, снижая их перегрузочную способность.

• Несинусоидальность тока, потребляемого тиристорным преобразователем, а также возможная асимметрия тока в фазах вызывают искажения питающего напряжения, т.е. отклонение формы напряжения от синусоидального и сдвиг фазных, а значит, и линейных синусоид, относительно друг друга.

• Коммутационные провалы в кривых синусоид питающего напряжения. Эти провалы вызваны тем обстоятельством, что в интервале коммутации имеет место междуфазовое короткое замыкание коммутируемых фаз. При этом ток в одной фазе сети интенсивно снижается от значения I_d до нуля, а в другой с такой же скоростью увеличивается от нуля до I_d .

Таким образом, изменение тока в индуктивностях сети вызывает появление ЭДС самоиндукции, которая проявляется в виде более или менее глубоких провалов в синусоидах напряжения (рис 62). Глубина провалов зависит от соотношения мощностей вентильного электропривода и мощности короткого замыкания сети. Чем выше мощность последней, тем менее глубокими являются провалы напряжения. Эти провалы напряжения не безвредны. Их можно рассматривать как высокочастотные искажения питающего напряжения. ^ 32. Способы увеличения коэффициента мощности. увеличивается реактивная мощностьС ростом угла управления  Q, потребляемая преобразователем из сети, а его коэффициент мощности согласно (3-62) становится меньше, т.е. ухудшается.  Это явление снижает технико-экономические характеристики электрической сети. Поэтому на практике часто принимают меры по повышению коэффициента мощности вентильных электроприводов. Принятие таких мер тем более целесообразно, чем выше мощность электропривода, т.к. в этом случае даже небольшое повышение коэффициента мощности дает значительный экономический эффект за счет экономии электрической энергии.

1. Простейшим способом повышения коэффициента мощности является установка источников реактивной мощности, например, конденсаторов на первичной стороне трансформатора, питающего преобразователь. Емкость, включенная на синусоидальное напряжение, обеспечивает опережающий сдвиг тока относительно напряжения, т.е. эти устройства вырабатывают реактивную мощность и, таким образом, компенсируют отставание тока от напряжения, вызванное работой ТП на активно- индуктивную нагрузку.

2. Для мощных электроприводов нашли применение преобразовательные установки с последовательным соединением двух преобразователей, каждый из которых состоит из 3-х фазной мостовой схемы с питанием от отдельных трансформаторов или от одного трансформатора с двумя системами вторичных обмоток.

Мосты рассчитываются на половинное напряжение и на полный ток нагрузки, т.е. на половину полной мощности преобразовательной установки. Такой преобразователь с двумя мостами работает следующим образом. Если оба моста полностью включены (₁ =₂ =0),напряжение преобразователя максимальное. При регулировании напряжения в сторону снижения вначале изменяется угол ₁ и снижается выпрямленное напряжение одного моста, а напряжение второго моста остается постоянным. Когда напряжение первого моста снижается до нуля, результирующее напряжение преобразователя снижается до половинного значения, а при переводе первого моста в инверторный режим (_min) напряжение преобразователя стремится к нулю. Затем увеличивается угол управления ₂ второго моста и напряжение преобразователя стремится к максимальному отрицательному в инверторном режиме. Таким образом, напряжение преобразователя определяется соотношением: U_d  = U_d0  ((cos ₁ + cos ₂)/2) (3-66) Описанный способ управления преобразователем называют согласно-встречным управлением. Одним из достоинств рассмотренной схемы последовательного соединения мостов является значительное уменьшение потребления реактивной мощности и повышение коэффициента мощности.  близком к нулю, или в инверторном режиме при угле Это связано с тем, что при регулировании напряжения один из мостов всегда работает с минимальным потреблением реактивной мощности, т.е. этот мост работает в выпрямительном режиме при значении угла ₁ .близком к 180 Потребляемая реактивная мощность всего преобразователя определяется, в основном, реактивной мощностью второго моста. Эта мощность вдвое меньше реактивной мощности одномостового преобразователя, т.к. мощность каждого моста в двухмостовой схеме равна половине полной мощности преобразовательной установки.

3. Использование трансформатора с расщепленной обмоткой

4. Использование нулевого вентиля

5. Использование переходящего угла управления

6. Использование широтноимпульсной коммутации

^ 34. Принципы импульсного регулирования постоянного напряжения В основе работы импульсных преобразователей лежит следующий принцип. Предположим, что нагрузка подключена к источнику напряжения через ключевой элемент “к”, который периодически замыкается и размыкается. Время замкнутого (t_р) и разомкнутого (t₀) состояний ключа можно автоматически изменять, воздействуя на него сигналами, поступающими из системы управления “СУ”. В результате к нагрузке будет приложено импульсное напряжение, форма которого соответствует диаграмме, представленной на рис 64б. Очевидно, что среднее значение напряжения на нагрузке будет зависеть от соотношения времени замкнутого и разомкнутого состояний ключа К. Согласно определению среднего значения напряжения можно записать:  (4-67) где U_d - среднее значение напряжения на нагрузке; = t_р + t₀ - период переключения ключа или время цикла регулирования; - частота переключения ключа. = 1/ Отношение (t_р , можно регулировать выходное напряжение на нагрузке. называют коэффициентом заполнения периода рабочим импульсом. Изменяя ) = / можно рассматривать как широтно-импульсное регулирование напряжения на нагрузке.Регулирование напряжения в рассматриваемой схеме за счет изменения коэффициента Возможны три способа регулирования напряжения:

1. Широтно-импульсное регулирование (ШИР), когда время t_р - постоянная;- переменное, а частота

2. Частотно- импульсное регулирование (ЧИР), когда время t_р - переменная;- постоянное, а частота

3. Широтно-частотное регулирование, когда время t_р  - переменные.и частота

Чаще всего используется первый способ регулирования выходного напряжения. Его мы будем рассматривать. соотношениями:Таким образом время рабочего импульса и время паузы связаны с t_р  t= ₀)= (1- Схема регулирования напряжения и диаграмма, изображенные на рис 64, могут быть реализованы лишь при активном сопротивлении нагрузки. При использовании импульсного регулирования в системах электропривода нагрузка имеет активно- индуктивный характер и часто в составе нагрузки присутствует источник ЭДС. В таком случае должен быть предусмотрен обратный вентиль. Он обеспечивает непрерывность тока в нагрузке при разрыве цепи импульсным элементом (ключом). На рис 65 изображена схема диаграммы напряжения и тока при активно- индуктивной нагрузке с противо-ЭДС. На основании баланса энергии, поступающей в нагрузку из сети (от U_пит) и энергии, которая тратится в нагрузке, выявим зависимость между средним значением тока, напряжением питания U_пит , ЭДС нагрузки E_н . При получении этой зависимости введем допущение, что среднее и действующее значение тока в нагрузке равны. Это может иметь место при идеальной сглаженности тока (если Lи коэффициентом _н ).=   U_н I t_р = E_н I t_р + I² R_н t_р + W_L (1) W_L = E_н I t₀ + I² R_н t₀ U_н I t_р = E_н  + II ² R_н   U_н t_р = E_н  + I R_н  , тогда:Разделим левую и правую части на U_н  = E_н + I R_н = (E_н + I R_н )/ U_н  I = (U_н  - E_н )/ R_н  Рис 65

35. ^ Принципы действия некоторых тиристорных ключей импульсных преобразователей.

Способы реализации импульсных элементов (ключей). Импульсные элементы (бесконтактные ключи) могут быть реализованы на базе тиристоров или силовых транзисторов, работающих в режиме переключения. Тиристоры являются приборами с неполной управляемостью, поэтому для выключения тиристора, включенного на постоянное напряжение, необходимо использовать искусственную коммутацию, для чего в коммутирующем устройстве должен быть элемент, запасающий энергию в виде электрического или магнитного поля (емкость, или эл. магнитный элемент). Эта энергия используется для выключения тиристора, проводящего ток. Импульсные преобразователи на тиристорах. Оптимальная частота импульсных регуляторов составляет примерно 100 - 400 Гц. Наиболее простой вариант тиристорного ключа представлен на рис 65. Здесь используется искусственная коммутация с помощью коммутирующей емкости C_к, подключаемой параллельно тиристору V_s1 другим тиристором V_s2. Ключ работает следующим образом: Когда включен рабочий тиристор V_s1, нагрузка (якорь двигателя М) оказывается подключенной к напряжению U_пит. Под действием напряжения на нагрузке заряжается конденсатор C_к по цепи: верхняя щетка М-R₁-C_к - нижняя щетка М - с полярностью, указанной на рисунке. После заряда C_к в момент, когда подан управляющий импульс на V_s2, он включается, подключая C_к параллельно V_s1 .  Ток разряда конденсатора течет в направлении, противоположном прямому току вентиля V_s1 , вызывая его выключение. Значение сопротивления R₁ выбирается из расчета, чтобы ток V_s2 был меньше тока удержания этого тиристора. Это означает, что после разряда емкости C_к и выключения V_s1 тиристор V_s2 тоже выключится. Наступит пауза, когда ток якоря под действием ЭДС самоиндукции замыкается через неуправляемый вентиль V_D. Приведенная схема является наиболее простой и наглядной схемой тиристорного ключа. Основным недостатком этой схемы является ее неустойчивая работа в переходных режимах, при быстрых нарастаниях тока. Значительно лучшие эксплуатационные характеристики имеет тиристорный ключ, схема которого представлена на рис 66. Здесь искусственная коммутация осуществляется с помощью колебательного контура. Работа ключа осуществляется следующим образом: при включении схемы на напряжение U_п происходит заряд емкости C_к по цепи + U_п - L- C_к - L_к- V_D1 - М- - U_п . Полярность заряда емкости показана сверху. В момент подачи управляющего импульса на V_s1 этот тиристор включается и начинается время рабочего импульса. При этом заряд на емкости C_к сохраняется, т.к. цепи для ее разряда- нет. Когда наступит время выключения рабочего импульса, т.е. выключения тиристора V_s1 , подают управляющий импульс на тиристор V_s2 . Появляется цепь разряда емкости C_к : C_к + -V_s1 - V_s2 - L_к- C_к -. Рассмотренный контур является колебательным контуром с высокой добротностью. В нем есть емкость C_к и индуктивность L_к . Что же касается активных сопротивлений, то они представлены двумя тиристорами в открытом состоянии. Эти сопротивления очень малы, чем и объясняется высокая добротность контура. Частота свободных колебаний этого контура во много раз (до двух порядков) превышает частоту рабочих импульсов. Колебательный процесс в контуре вызывает перезарядку емкости C_к (полярность указана в скобках). Затем наступает второй полупериод колебания. Ток проходит по цепи: C_к (+)- L_к-V_D1 - V_s1 -C_к (-). Этот ток выключает тиристор V_s1 , а также во время этого полупериода выключается тиристор V_s2 . Индуктивность L осуществляет обратную положительную связь между величиной тока нагрузки и уровнем заряда емкости C_кпосле выключения тиристора V_s1 за счет ЭДС самоиндукции в этой индуктивности. Эта положительная обратная связь обеспечивает устойчивость работы ключа в переходных режимах.

36. Схема ШИП для управления ДПТ по цепи якоря. Симметричный, несимметричный и поочередный способы управления ШИП. Упрощенная принципиальная схема широтно-импульсного преобразователя (ШИП) представлена на рис 68. Она содержит четыре ключа ТК1 - ТК4. В диагональ моста, образованного силовыми ключами, включена нагрузка. Нагрузкой является якорь двигателя постоянного тока. Питание ШИП осуществляется от источника постоянного тока, например, неуправляемого выпрямителя. Наиболее простым способом управления ШИП по цепи якоря является, так называемый, симметричный способ управления. При этом способе в состоянии одновременного переключения находятся все четыре силовых ключа моста, а напряжение на выходе ШИП представляет собой знакопеременные импульсы, длительность которых регулируется входным сигналом. В ШИП с симметричным управлением среднее напряжение U_я на выходе ШИП равно нулю, когда относительная продолжительность включения ₀ = 0.5. Временные диаграммы работы ШИП при симметричном способе управления приведены на рис 69. Симметричный способ управления обычно используется в маломощных электроприводах постоянного тока. Его преимуществом является простота реализации и отсутствие зоны нечувствительности в регулировочной характеристике. Недостатком ШИП с симметричным управлением является знакопеременное напряжение на нагрузке и в связи с этим повышенные пульсации тока в якоре двигателя. Стремление исключить этот недостаток привело к разработке способов, обеспечивающих однополярное напряжение на выходе ШИП.  Простейшим из них является несимметричный. Несимметричное управление представлено на рис 70а) и 70б). В этом случае (рис 70а) переключаются силовые ключи ТК3 и ТК4 (ключи ТК1 и ТК2 при противоположной полярности входного сигнала), силовой ключ ТК1 постоянно открыт, а ключ ТК2 постоянно закрыт. Силовые ключи ТК3 и ТК4 переключаются в противофазе. При включенных ТК1 и ТК4 формируется напряжение, поступающее на якорь двигателя. Одновременное включение ТК1 и ТК3 необходимо при рекуперации энергии в сеть. Это происходит при включенных ТК1 и ТК4, когда E_дв >U_n . Ток проходит по обратным диодам этих ключей. Когда же выключается ТК4 и включается ТК3, ток не прерывается, он течет по пути: -левая щетка двигателя М - обратный диод ключа ТК1- ключ ТК3 - правая щетка двигателя- якорь двигателя. При работе в двигательном режиме на выходе ШИП формируются знакопостоянные импульсы и среднее напряжение на выходе равно нулю, когда относительная продолжительность включения ключа ТК4 _ = 0.  Недостатком рассмотренного способа управления является то, что загрузка ключей рабочим током неодинакова. Этот недостаток устранен при поочередном управлении, временные диаграммы которого изображены на рис 71а) и 71б). Здесь при любом знаке входного сигнала в состоянии переключения находятся все четыре силовых ключа моста, однако, частота переключения каждого из них в два раза меньше частоты напряжения на выходе. Чем ниже частота переключения силовых ключей, тем ниже дополнительные потери мощности в них, т.е. пониженная частота переключения силовых элементов является достоинством ШИП. . Этим достигаются одинаковые условия работы полупроводниковых приборов в мостовой схеме.Управляющее напряжение силовых ключей ТК1, ТК2 и ТК3, ТК4 постоянно находится в противофазе; при этом ключи переключаются через период выходного напряжения При некотором знаке входного сигнала управляющие импульсы U_у1 и U_у4 длительностью t₁  подаются на диагонально расположенные ключи со сдвигом на полпериода ()= (1+рис 71а), а управляющие импульсы U_у2 и U_у3 длительностью t₂  нагрузка закорочена с помощью верхних или нижних ключей, если работа преобразователя происходит в инверторном режиме.) нагрузка подключена к источнику питания с помощью диагонально расположенных ключей, а на интервале (1-  также со сдвигом на полпериода подаются на силовые элементы противоположной диагонали (ТК2, ТК3). В этом случае на интервале )= (1- .При изменении знака входного сигнала порядок управления диагональными ключами изменяется на противоположный (рис 71б). При поочередном управлении на нагрузке формируются знакопостоянные импульсы длительностью