6. Характеристика роботи схеми трн

 Тут ми і стикаємося з проблемою. Припустимо, що ми хочемо регулювати напругу на навантаженні майже від нуля до найбільшого значення, яке можна отримати від наявного силового трансформатора. Для цього з урахуванням зроблених раніше допущення потрібно подавати на тиристор запускають імпульси ТОЧНО в момент, коли Uвипр проходить через максимум, т. е. tз = Tп / 2. З урахуванням того, що тиристор відкривається не моментально, а підзарядка конденсатора фільтра CФ також вимагає деякого часу, запускає імпульс потрібно подати кілька РАНІШЕ половини періоду пульсацій, т. е. tз <Tп / 2. Проблема в тому, що по-перше складно сказати наскільки раніше, т. к. це залежить від таких причин, які при розрахунку точно врахувати складно, наприклад, часу включення даного екземпляра тиристора або повного (з урахуванням індуктивностей) вихідного опору силового трансформатора. По-друге, навіть якщо зробити розрахунок і регулювання схеми абсолютно точно, час затримки включення tз, частота мережі, а значить, частота і період пульсацій Tп, час включення тиристора та інші параметри з часом можуть змінитися. Тому для того щоб отримати найбільшу напругу на навантаженні Uн виникає бажання включати тиристор набагато раніше половини періоду пульсацій.

 Припустимо, що так ми і вчинили, т. е. встановили час затримки tз набагато меншу Тп / 2. Графіки, що характеризують роботу схеми в цьому випадку наведено на рис. 2.6. Зауважимо, що якщо тиристор відкриється раніше половини напівперіоду, він буде залишатися у відкритому стані поки не закінчиться процес заряду конденсатора фільтра CФ (див. Перший імпульс на рис. 2.6).

Рис. 2.6 – Характеристика роботи схеми

Виявляється, що при малому часу затримки tз можливе виникнення коливань вихідної напруги регулятора. Вони виникають в тому випадку, якщо в момент подачі на тиристор запускає імпульсу напруга на навантаженні Uн виявляється більше напруги на виході випрямляча Uвипр. У цьому випадку тиристор опиняється під зворотною напругою і не може відкритися під дією запускає імпульсу. Один або декілька запускають імпульсів можуть бути пропущені (див. Другий імпульс на рис. 4). Наступне включення тиристора відбудеться коли конденсатор фільтра розрядиться і в момент подачі керуючого імпульсу тиристор буде перебувати під прямою напругою.

Ймовірно, найбільш небезпечним є випадок, коли виявляється пропущений кожен другий імпульс. У цьому випадку через обмотку силового трансформатора буде проходити постійний струм, під дією якого трансформатор може вийти з ладу.

7. Схема ТРН (піч – об’єкт інерційний)

Рис. 3.1- Схема ТРН (піч – об’єкт інерційний)

Завдання:

1. Побудувати схему в програмному пакеті Матлаб

2. Виміряти активну і реактивну напруги

3. Позбавитися гармонік

8. Моделювання печі у програмному пакеті MatLab

Рис. 4.1 – Модель печі у Matlab

Склад моделі печі:

1. Джерело живлення

2. Кут управління

3. СІФУ

4. Тиристори (ТРН)

5. Блок вимірювання струмів і напруг

6. Навантаження

7. Осцилограф

8. Блок виміру споживаної активної та реактивної потужності

9. Заземлення

Після моделювання видно, що на активному навантаженні на виході синусоїда неправильної форми, і що саме ТРН вплинув на це :

Рис. 4.2 – Графік струму та напруги на навантаженні (гармоніки)

Рис. 4.3 – Графік споживання активної і реактивної потужності (гармоніки)

В СІФУ стоїть 0 на блоці подачі імпульсів:

Рис. 4.4 – СІФУ

Для того, щоб явні гармоніки зникли нам необхідно на блок імпульсів подати їх N-ну кількість, оскільки піч – об’єкт інерційний:

Рис. 4.5 – зміна частоти пульсації в СІФУ

Рис. 4.6 – Зміна показників в блоці виміру споживаної активної та реактивної потужності

Після зміни амплітуди імпульсів маємо:

Рис. 4.7 - Графік струму та напруги на навантаженні (без гармонік)

Рис. 4.8 - Графік споживання активної і реактивної потужності (без гармонік)