3 Проектирование функциональной схемы сифу

На основании сведений о СИФУ, предполагаем, использовать в использовать в выпрямителе синхронную СИФУ вертикального типа, так как такие СИФУ нашли наиболее широкое применение. Данная СИФУ имеет изменяющееся опорное напряжение, строго синхронизованное с сетевым напряжением, сравнимое с регулируемым напряжением управления.

Рассмотрим в качестве примера проектирование функциональной схемы СИФУ однофазным мостовым управлением выпрямителем, представленной на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Функциональная схема СИФУ

УС – устройство синхронизации служит для обеспечения связью с питающей сетью и согласование напряжений, их фильтрацию то есть получения из напряжения питающего преобразователь, неискаженного, синусоидального напряжения, потенциального развязанного с сетью, с соответствующей амплитудой и фазой. Устройство синхронизации отмечает переходы через ноль сетевого напряжения и формирует разрешающие сигналы соответствующие положительным и отрицательным полупериодам сетевого напряжения и разрешающих включения соответствующих тиристоров.

Кроме того, синхронизирующие напряжения необходимо для формирования последовательности синхронизирующих узких импульсов, строго синхронизированных с моментов естественного открывания тиристоров, относительно которых осуществляется сдвиг открывающих импульсов.

ГОН – генератор опорных напряжений служит для вырабатывания напряжения пилообразной формы на основании входного сигнала возвращаясь в исходное в момент подачи импульса, замыканием разрядного ключа. В качестве опорного напряжения в системе СИФУ может использоваться также косиносоидальным

НО – нуль-орган (Компаратор) служит для сравнения на входе пилообразное напряжения с напряжением управление в момент их равенства меняет свое выходное состояние. Компаратор преобразует напряжение управление в фазовый сдвиг, то есть в угол α.

ФДИ – формирователь длительности импульсов служит для формирования

прямоугольного импульса по переднему фронту длительностью, достаточной для надежного открывания тиристоров силового блока.

РИ – распределитель импульсов служит для распределения импульсов управляется сигналами с выхода устройства синхронизации и служит для распределения импульсов по тиристорам. Он формирует на выходе открывающие импульсы.

ВФ1 и ВФ2 – выходные формирователи служат для формирования открывающихся импульсов по мощности, необходымый для надежного включения, и обеспечивают потенциальную развязку с силовым блоком.

 

4 Расчет и выбор элементов сифу

4.1 Проектирование устройства синхронизации

Принципиальная схема устройства синхронизации приведена на рисунке 4.1, в соответствии с этой схемой необходимо выбрать элементы, составляющее устройство синхронизации.

Рисунок 4.1 — Схема электрическая принципиальная устройства синхронизации

Трансформатор ТV₁ необходим для согласования напряжения питающей сети с напряжением питания схемы управления, а также для осуществления потенциальной развязки цепи схемы управления с силовым цепями. Считая напряжение в схеме управления равным 10В, можно изготовить трансформатор, имеющий следующие параметры:

-U₁, = 220В,

-U_2Ф= 10В,

-мощность S = 10В А.

Сначала выбираем цифровые и аналоговые схемы, которые должны соответствовать параметрам, указанным в таблице 4.1. В первом столбце указаны параметры для операционного усилителя, а во втором для микросхем, реализующих логическую операцию И-НЕ. Выбранный операционный усилитель и логический элемент можно использовать и в остальных схемах.

Далее выбираются остальные элементы. Исходя из условия ограничения входного тока DA₁, определяется сопротивление резистора R1, Ом по формуле

_(4.1)

где U_bx - входное напряжение операционного усилителя, равное фазному напряжению Вторичной обмотки трансформатора, В;

I_вх - входной ток операционного усилителя, А.

Поставим значения в формулу (4.1)

Исходя из условий ограничения логических элементов, рассчитывается сопротивление R₃ по формуле(4.1).

Диод VD₁ необходим для отсечки отрицательной полуволны прямоугольного напряжения, поступающего на логические элементы.

Он должен соответствовать выбранному операционному усилителю.

Принимаем ширину импульса напряжения (т.е. период) синхронизации равным 10 мкс, тогда задаемся емкостью конденсатора равна 1мкф , следовательно, определяем сопротивление для RC-цепей по формуле:

^(4.2)

Поставим значения в формулу (4.2)

В соответствии с полученными значениями выбираются резисторы.

В таблице 4.1 приведены основные параметры операционного усилителя серии. Для реализации логических функций И-НЕ выбираем схемы серии К561[5] основные параметры приведены в таблице 4.2 К561 LA7, все резисторы МЛТ-0,125, диоды D₂₂₃, транзисторы КТ201, конденсаторы КТ73-63 номиналом

±10%.

Таблица 4.1- Основные параметры операционного усилителя

Параметр операционного усилителя серии	К140УД5Л
Входной ток, А	5 10-6
Напряжения источника питания, В	10
Коэффициент усиления по напряжению Куu	500
Выходное напряжение Uвых, В	6,5
Максимальный выходной ток, Iвых, А	6 10-6

Таблице 4.2-Основные технические параметры логического элемента И-НЕ

Параметры микросхем серии	К561 LA7
Напряжения источника питания Uпит, В	10
Выходное напряжения низкого уровня Uвых0, В	2,9
Выходное напряжения высокого уровня Uвых1, В	7,2
Входной ток Iвх, А	0,15
Максимальный выходной ток, Iвых,А	0,42