Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Силовая Электроника. Маругин / СЭ / Силовоя эл.3.05.14-стр 248 отпечатано (Восстановлен).doc
Скачиваний:
3991
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
21.73 Mб
Скачать

4. Принципы управления силовыми электронными ключами

4.1. Общие сведения

Системы управления разделяют на системы с регулированием по отклонению контролируемого параметра от заданного значения и по возмущению, вызывающему это отклонение. В силовых электронных устройствах (СЭУ) регулируемыми параметрами являются выходное напряжение и ток, возмущающими параметрами - входное напряжение источника питания и нагрузка [5].

На рис. 4.1, а приведены структурные СУ с регулированием по отклонению, реализованные на основе классического принципа отрицательной обратной связи ОС. Информация о значении выходной функции силовой части СЧ фиксируется датчиком Д и поступает в устройство для сравнения с заданным значением.

а б

Рис. 4.1. Структурные схемы систем управления: a-по отклонению; б-по возмущению

Сигнал рассогласования этих значений поступает в устройство управления УУ, которое восстанавливает заданное значение выходной функции с определенной точностью. Основным преимуществом этого принципа регулирования является то, что он обеспечивает работу устройства в статических режимах практически при всех видах возмущений, возникающих в устройстве, включая влияние изменений различных коэффициентов усиления, температуры и др.

На рис. 4.1, б представлена структурная схема, соответствующая принципу регулирования по возмущению. Если значение выходной функции непосредственно зависит от входной, то эта зависимость может быть устранена введением контура прямой связи ПС, содержащей блок компенсации БК. Выходной сигнал блока компенсации и эталонный сигнал задания поступают в управляющее устройство УУ, которое вырабатывает сигнал управления, обеспечивающий стабильность выходной функции. Такая система регулирования называется инвариантной, т. е. «безразличной» к воздействию возмущения.

Для расширения области инвариантности необходимо вводить контуры прямых связей с блоками коррекции также по другим видам возмущения. На практике такие связи вводят по основным явным возмущениям. Однако воздействие неучтенных возмущений нарушает стабильность контролируемого параметра. Контуры прямых связей повышают быстродействие и устойчивость системы. Поэтому при необходимости используют комбинированную систему, сочетающую принципы регулирования по отклонению и возмущению. В таких случаях контур обратной связи, обеспечивающий регулирование по отклонению, является более инерционным и имеет небольшой коэффициент усиления, так как выполняет функцию коррекции регулируемого параметра в установившихся режимах работы СЭУ.

Особенностью СЭУ как объектов управления является то, что процессы в них протекают под воздействием коммутации силовых ключей и имеют дискретный характер. Для переменных токов и напряжений в СЭУ используют фильтры, состоящие из реактивных элементов (индуктивных или емкостных). В общем случае силовую часть СЭУ можно представить в виде нелинейных ключевых элементов и линейных цепей из RLC-элементов (см. рис. 4.1). Методы управления СЭУ выбираются для каждого вида СЭУ с учетом его схемотехнического исполнения, режимов работы и требований к характеристикам основных параметров. По принципу управления системы управления СЭУ условно можно разделить на системы с фазовым и импульсным управлением.

Фазовое управление применяется в СЭУ, подключенных к сети переменною тока. В этом случае в качестве ключей используются тиристоры с естественной коммутацией. Системы с импульсным регулированием используются во всех видах преобразователей и регуляторов, выполненных на основе ключей с полной управляемостью — транзисторах, запираемых тиристорах и т.п.