2.2. Проектирование системы управления выпрямителем

Порядок проектирования системы управления позволяет установить последовательность выполнения расчетов.

1. Проектирование системы управления полупроводниковыми преобразователями начинают с формулировки функций, которые должна выполнять система, а ее функции зависят от назначения преобразователя (выпрямитель, инвертор, широтно-импульсный преобразователь, регулятор напряжения), реверсивный или нереверсивный преобразователь, диапазона управления, амплитуды импульсов управления, длительности импульсов управления, крутизны фронта импульсов.

2. Составляется функциональная схема системы управления с нанесением блоков, узлов, элементов сравнения. Стрелками указываются направления сигналов.

3. Выбирается конструкция отдельных блоков, их принципиальная схема и проверяется их совместимость друг с другом.

4. Определяется конструкция блоков питания с выбором уровня напряжения питания, возможностью обеспечения требуемого качества электрической энергии для блоков системы управления.

5. В соответствии с функциональной схемой системы управления и с выбранной конструкцией отдельных блоков вычерчивается ее принципиальная электрическая схема.

6. Вычерчивается временная диаграмма напряжений на выходе блоков системы управления и их взаимосвязь, проверяется качество выполнения требований к системе управления.

7. Расчет и выбор элементов системы управления начинают с блока выходных усилителей и выполняют расчет других блоков в последовательности, противоположной направлению сигналов в системе. Блоки питания рассчитывают в последнюю очередь.

8. Составляется сводная таблица, где записывается условное обозначение элементов, их тип и техническая характеристика, количество элементов одного типа с одинаковыми техническими характеристиками.

2.2.1. Задание на проектирование системы управления

Исходными данными для проектирования системы управления выпрямителем являются: выбранный тип тиристоров и рассчитанная минимальная длительность импульсов управления тиристорами t_и в 1–й части проекта, требования к системе импульсно-фазового управления тиристорами выпрямителя, конструкция системы управления и ее некоторые параметры.

Параметры силовых тиристоров выпрямителя	ТЛ171-250	Т2-320
1. Отпирающее напряжение управления Uу, В	3,5	8
2. Отпирающий ток управления Iу, мА	200	150

К основным функциям системы импульсно-фазового управления тиристорами выпрямителя, предназначенной для плавного изменения среднего значения выпрямленного напряжения, относят:

1) согласовывать импульсы управления силовыми тиристорами выпрямителя с фазой переменного напряжения, прикладываемого к анодам и к катодам тиристоров;

2) плавно изменять моменты подачи импульсов управления тиристорами относительно точки перехода переменным напряжением через нуль в пределах от α = π до α = 0 градусов;

3) формировать импульсы управления тиристорами выпрямителя необходимой амплитуды напряжения управления U_у, амплитуды тока управления I_у, требуемой длительности с крутым фронтом.

В данном разделе расчетно-пояснительной записки формулируются требования к системе управления выпрямителем и выписываются исходные данные для проектирования системы управления по результатам расчетов в пункте 2.1, а также данные из таблиц 2.8 и 2.9.

Выбор конструкции системы управления необходимо выполнить с помощью таблицы 2.8 по последней цифре шифра.

Таблица 2.8

Выбор конструкции системы управления выпрямителем

Конструкция системы управления	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ФСУ вертикального – В, горизонтального – Г принципа управления	В	В	Г	В	В	Г	В	В	Г	В

Окончание таблицы 2.8

Конструкция системы управления	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Генератор прямоуголь- ных импульсов ГПИ + инвертор фазы ИФ или 2 ГПИ	2 гпи гпи	гпи + иф	2 гпи	гпи + иф	2 гпи	гпи + иф	2 гпи	гпи + иф	2 гпи	гпи + иф
ГПИ на транзисторах -Т, ГПИ на операционном усилителе – ОУ таблицы	Т	ОУ	Т	Т	ОУ	ОУ	Т	Т	ОУ	ОУ
Инвертор фазы на транзисторах – Т, на базисе И-НЕ	-	И- НЕ	-	И- НЕ	-	Т	-	Т	-	Т
Нуль-орган (НО) на транзисторе – Т, на операционном усилителе - ОУ	Т	Т	-	ОУ	Т	-	ОУ	ОУ	-	Т
БВУ на вспомогатель- ном тиристоре – VS, на транзисторах - VT	VS	VT n-p- n	VT p-n- p	VS	VT n-p- n	VT p-n- p	VS	VT n-p- n	VT p-n- p	VS

Параметры системы управления нужно выбрать по предпоследней цифре шифра из таблицы 2.9.

Таблица 2.9

Параметры системы управления	Предпоследняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Максимальная темпера- тура окружающей сре- ды Тm, 0С	+20	+25	+30	+35	+40	+45	+50	+55	+37	+42
Длительность фронта импульсов менее tф, мкС	0,6	0,4	0,7	0,3	0,8	0,2	0,65	0,35	0,45	0,1
Напряжение питания Uп, ГПИ на транзисторе, ИФ на транзисторе, В	5,6	15	6,8	12	10	5,6	6,8	8,2	10	18
Напряжение питания Uп, ГПН на транзисторе, В	12	10	18	10	15	18	12	10	15	12

2.2.2. Вычерчивается функциональная схема системы управления выпрямителем, указываются направления сигналов в системе и расшифровываются условные обозначения блоков системы.