1.Способы диагностики, основанные на спектральном анализе кривой выходного напряжения

Рис.1.3 Расчетная схема мостового управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой в пакете MatLab 7 (Simulink).

а

Uac Ubc Uba

)

t1 t2 t3

б)

0

6

12

18

Рис.1.4 а) Кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения при α_1-6=6°

б) Спектр гармоник выпрямленного напряжения при α_1-6=6°.

Рассмотрим более подробно работу выпрямителя при α = 6° в момент времени t = t1 (рис.1.4,а) потенциал точки «a» имеет наибольшее значение по отношению к точке «c». Поэтому подача импульсов управления на тиристоры T1, T4 приведёт к их отпиранию и протеканию тока по цепи a – T1 – Zн – T4 – c. При t = t2 импульсы управления подаются на тиристоры T3, T4, поскольку потенциалы анодов имеют наибольшее значение по отношению к потенциалам анодов других тиристоров, и они откроются.

Таким образом, при t = t3 оказываются включенными три тиристора: T1, T3, Т4. Поскольку потенциал точки «b» по отношению к потенциалу точки «a» в данный момент времени больше нуля (u_ba>0), то возникает ток коммутации, протекающий по цепи b – T3 – T1 – a встречно току тиристора T1, и он выключится. Так как индуктивными сопротивлениями рассеивания Xγ мы пренебрегали, то коммутация с T1 на T3 произойдёт мгновенно.

При моделировании выпрямителя можно заметить, что напряжение на нагрузке имеет не синусоидальную форму. Следовательно, они содержат высшие гармоники. Из рис.1.4,б следует, что выпрямленное напряжение имеет только четные гармоники кратные 6 (это 6, 12, 18) и постоянную составляющую (нулевую гармонику).

а)

t

Ud

б )

Рис.1.5 а) Кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения при α_1-4,6=6°, α₅=30°

б) Спектр гармоник выпрямленного напряжения при α_1,3-6=6°, α₂=30°

Данный способ является косвенным способом диагностики управляемых выпрямителей и дает нам общую оценку о состоянии выпрямителя. По форме выходного напряжения (например, подключив осциллограф) мы можем судить о нарушении работы выпрямителя, без указания конкретного места и причины по которой это нарушение вызвано. В данном примере рассмотрена неправильная работа фазосдвигающего устройства, мы видим искажение выходного напряжения и некоторое ухудшение его гармонического состава.

Используя логические элементы и имея гармонический состав, мы можем создать систему автоматического определения неисправности в управляемом выпрямителе.

1.2 Регулировочные характеристики при L_B = (0;10²;10³)L_я

Рис.1.6 Регулировочная характеристика при активно-индуктивной нагрузке и (1), (2), (3).

Из рис.1.6 видно, что диапазон регулирования выпрямителем при чисто активной нагрузке составляет от 0º до 120º.

При активно-индуктивной нагрузке при L_В=100*Lя диапазон изменения угла α лежит в пределах от 0º до 104º. Уменьшение диапазона изменения угла регулирования объясняется тем, что при α ≥ 90º площадь положительного значения напряжения будет равна площади нижнего, и согласно критерию равенства площадей (S_L1 = S_L2) среднее значение выпрямленного напряжения будет равно нулю.