8. Усилитель мощности для запираемого тиристора

Условия открывания запираемого (GTO) тиристора сходны с условиями отпирания обычных тиристоров, но требуются большие токи. Для запирания GTO тиристора необходим источник питания с ЭДС порядка 15...20 В обеспечивающий очень большой обратный ток управляющего электрода (порядка 20...30% предельного анодного тока) длительностью более 100 мкс. Тиристоры на предельные токи 400...2500 А, которые выпускались в 1992 г., требовали отпирающие токи 1...6 А и запирающие токи в цепи управляющего электрода 92...600 А. Передавать такие токи через импульсные трансформаторы нецелесообразно, поэтому к катоду каждого тиристора подключаются два источника питания (неуправляемые выпрямители) цепи управления, гальванически развязанные с остальными цепями СИФУ. Управляющие импульсы передаются через оптронную развязку и мощные усилители.

В качестве примера на рис.34 приведена функциональная схема уси-лителей мощности для управления запираемым тиристором на ток 1000 А.

Отпирающий импульс с ФД подается на светодиод оптронной пары, что обеспечивает гальваническую развязку. При этом фотодиод оптронной пары открывает все транзисторы усилителя мощности У1 и мощный транзистор VT1. Под действием ЭДС отпирающего источника черезв цепь управляющего электрода подается ток, который открывает тиристор. Усилитель выполнен трехкаскадным, с очень большим коэффициентом усиления по току. Транзистор VT1 является четвертым каскадом. Начальное значение тока 25 А, затем оно снижается до 5 А.

Закрывающий сигнал аналогично поступает на светодиод оптронной пары усилителя У2, который открывает пять параллельно включенных транзисторов VT2...VT6 типа ТК235-50, запирающий ток 200 А протекает по цепи управляющего электрода в обратном направлении и прерывает ток в анодной цепи тиристора. Второй усилитель четырехкаскадный. Последние три каскада выполнены по схеме Дарлингтона. Эмиттер последнего транзистора подключен к базам VT2...VT6. Остальные элементы схемы служат для защиты от помех.

Глава V. Устройства управления реверсивными преобразователями

1. Согласующие входные устройства

Согласующее входное устройство (СВУ) используется только в двухкомплектных реверсивных преобразователях. Оно осуществляет согласование углов управления вентильных комплектов по уравнению

(51)

в случае линейной фазовой характеристики, или

(52)

в случае арккосинусоидальной фазовой характеристики.

В этих уравнениях - угол управления первым вентильным комплектом;- угол управления вторым вентильным комплектом;- угол рассогласования;- ЭДС первого вентильного комплекта в режиме непрерывного тока, B;- ЭДС второго вентильного комплекта, B;-ЭДС рассогласования, B.

При совместном управлении нелинейное согласование позволяет уменьшить уравнительную ЭДС. Чем больше угол рассогласования, тем меньше уравнительная ЭДС [13, п. 3.8.] и, следовательно, индуктивность, габариты и масса уравнительных реакторов, но при этом искривляются регулировочная и внешние характеристики. При угле рассогласования 60° в трехфазной мостовой схеме уравнительная ЭДС равна нулю, при =30° максимум уравнительной ЭДС уменьшается в 10 раз.

При раздельном управлении линейное согласование позволяет иметь в момент переключения равные по абсолютной величине ЭДС в режиме непрерывного тока в обоих вентильных комплектах, что упрощает работу системы управления электроприводом при изменении направления тока. Не лишено смысла и введение некоторого рассогласования [13].

Зависимость (51) легко реализуется на суммирующих операционных усилителях. Обычно принимают . Зависимость (52) должна учитывать фазовую характеристику ФСУ. В простейшем случае, когда угол рассогласования (и напряжение рассогласования) равен нулю, условия (51) и (52) равноценны и соотношение (51) реализуется на инвертирующем операционном усилителе (ОУ), при этом. Введением в СВУ нелинейных функций можно получить любую желаемую фазовую характеристику ФСУ при любом развертывающем напряжении. Иногда СВУ в явном виде отсутствует, поскольку реализуется в фазосдвигающем устройстве, общем для обоих вентильных комплектов.