9 Разработка функциональной схемы системы управления тиристорами выпрямителя
Система управления вырабатывает импульсы управления, подаваемые на управляющие электроды тиристоров для их отпирания.
Функциональная схема системы управления тиристорами представлена на рисунке 8.
Рисунок
8 – Функциональная схема системы
управления тиристорами
Система управления тиристорами включает в себя генератор пилообразного напряжения ГПН, компаратор К, формирователь импульсов Ф, однопериодные выпрямители ОПВ и ОПВ2, логические элементы «И» ЛЭ1 и ЛЭ2, выходные усилители ВУТ и ВУТ2 и импульсные трансформаторы ИТ1 и ИТ2.
Устройство и принцип действия каждого элемента системы управления необходимо изучить по литературе, посвященной промышленной (информационной) электронике, например по [8].
Далее необходимо представить временную диаграмму процессов работы функциональной схемы системы управления тиристорами.
Работа системы управления согласно её функциональной схеме заключается в следующем. В генераторе ГНП создаётся пилообразное линейно возрастающее напряжение, которое синхронизируется с началом и концом каждого полупериода питающего напряжения сети. Сигналы пилообразного напряжения в каждый полупериод напряжения подаются на первый вход компаратора К, который служит в качестве элемента сравнения, называемого в литературе термином «нуль – орган».
На второй вход компаратора К подаётся сигнал напряжения управления U, которое задается оператором с пульта управления либо от системы автоматического управления. Этот сигнал отражает задающую величину угла управления открытием тиристоров выпрямителя. В компараторе сигналы пилообразного напряжения и напряжения управления сравниваются.
В момент времени, когда эти два сигнала равны друг другу по величине напряжения, компаратор сбрасывает (переключает) и запускает своим сигналом формирователь импульсов Ф. На выходе формирователя в каждый полупериод образуются импульсы, сформированные по переднему фронту сигнала компаратора. Длительность сигнала формирователя определяет длительность импульса управления, подаваемого на тиристор выпрямителя. Этот импульс должен подаваться в один полупериод на тиристоры плеча VS1, в другой полупериод – на VS2. Для того, чтобы осуществить такую избирательность в системе управления, применяются два однополупериодных выпрямителя ОПВ для выделения соответствующего полупериода напряжения сети и два логических элемента ЛЭ типа «И».
Сигнал на выходе элемента «И» будет только тогда, когда на обоих его входах будут сигналы с высоким уровнем напряжения, т. е. сигнал от формирователя Ф и сигнал соответствующего полупериода напряжения сети от ОПВ. Далее импульсы управления усиливаются выходными усилителями ВУ1 и ВУ2 и через импульсные трансформаторы ИТ1 и ИТ2 подаются на управляющие электроды тиристоров. Трансформаторы ИТ1 и ИТ2 обеспечивают гальваническую развязку цепей управления и высоковольтных цепей выпрямителя. Число вторичных обмоток ИТ должно соответствовать количеству последовательно включённых тиристоров в одном плече выпрямителя.
Таким образом, формируются импульсы сигналов управления в каждом полупериоде на тиристоры соответствующего плеча (VS1 и VS2) выпрямителя.