18.Внешние характеристики тп в различных режимах его работы.

П о характеру протекания тока в ТП различают три режима работы преобразователя: непрерывный, граничный и прерывистый.

В непрерывном режиме кривая тока преобразователя не имеет участков, в которых значение тока равно нулю.

В прерывистом режиме в кривой тока преобразователя имеются участки на которых i_d = 0. Перекрытие вентилей при коммутациях отсутствуют γ = 0. Длительность открытого состояния тиристора λ становится меньше, чем 2π/m.

В граничном режиме кривая тока ТП имеет вид. В этом режиме отсутствует перекрытие вентилей в процессе коммутации, но нет интервалов нулевого тока.

Рассмотрим внешнюю характеристику ТП и влияние на нее режимов работы.

Внешняя характеристика – это зависимость E_d = f(I_d) при U_у = const (α = const). Внешние характеристики ТП полученные при различных фиксированных U_у образуют семейство внешних характеристик.

18.

В режиме непрерывных токов (справа от эллипса) ЭДС E_d не зависит от тока I_d и определяется углом α , а напряжение .

Режим прерывистых токов при углах открывания, превышающих (α = 20⁰41 при р = 3, α = 10⁰05 при р = 6) ограничен эллипсом, который описывается уравнениями ; ,

где - вертикальная полуось эллипса;

– горизонтальная полуось эллипса;

x_d – индуктивное сопротивление цепи нагрузки;

x_2т – приведенное индуктивное сопротивление трансформатора;

k = 1 – для нулевых трансформаторных схем, k = 2 для мостовой схемы;

k = 0,5 – для сдвоенной нулевой схемы с уравнительным реактором;

p – пульсность схемы.

Среднее значение ЭДС преобразователя E_d в режиме прерывистого тока

или

где E_dm – амплитудное значение выпрямленной ЭДС.

Для нулевых схем E_dm равно амплитудному значению фазной ЭДС, _. Для мостовых схем E_dm равно амплитудному значению линейной ЭДС .

E₂ – действующее значение фазной ЭДС вторичной обмотки;

 – интервал проводимости тока.

В режиме прерывистого тока .

Среднее значение тока I_d преобразователя в режиме прерывистого тока

.

Максимальное значение ЭДС ТП E_d0 при х.х. равно

Аналитически внешнюю характеристику можно построить задаваясь длительностью прохождения тока и нахождением E_d и I_d.

19.Динамические свойства преобразователя как звена систем автоматического регулирования. Влияние дискретности и неполной управляемости на динамические характеристики преобразователя.

Управляемый ТП относительно мгновенных значений входной и выходной координат представляет собой нелинейную импульсную систему. Мгновенное значение выпрямленной ЭДС e_d на интервале проводимости тока образует выходной импульс. При построении систем автоматического регулирования особенности работы преобразователя затрудняют представить его в виде линейного звена САУ. При анализе работы ТП следует обратить внимание на следующие особенности преобразователя.

а) Статическая нелинейность характеристики управления силового блока ТП (Зависимость выходных ЭДС от угла управления вентилей носит косинусоидальный характер E_d = E_d0 cosα)

б) Динамическая нелинейность силового блока ТП, связанная с неполной управляемостью вентиля – при помощи импульса управления можно только открыть вентиль в заданный момент времени, закрывается же вентиль тогда, когда его ток становится меньше тока удержания.

Эта особенность приводит к уменьшению выходного импульса в переходных процессах. Так при уменьшении напряжения управления U_у (α увеличивается) продолжительность выходного импульса λ увеличивается на некоторую величину Δα = α₂ – α₁, т.к. за время работы тиристора управляющий сигнал успевает измениться и вызывать соответствующие увеличение угла открывания. Соответственно, увеличение U_у уменьшает продолжительность открытого состояния вентиля λ.

19.

Нарастание выходного напряжения будет проходить с темпом k_п dU_у/dt, понижения выходного напряжения с темпом k_п dU_у/dt будет происходить только при условии , откуда следует, что из инверторного режима в выпрямительный ТП может переводится сколь угодно быстро, а из выпрямительного в инверторный режим – с темпом, не превышающим скорость изменения опорного напряжения, определяемой частотой сети f_с. Если на вход ТП подать переменный сигнал управления с частотой f_у > f_c, то в выходной ЭДС ТП может появиться постоянная составляющая. Это означает, что преобразование выходного сигнала в выходной сопровождается существенными искажениями. Теоретически ТП теряет полностью управляемость при , p – число фаз (пульсность) преобразователя.