1. Показать семейство входных характеристик Е_d=f(I_d) ведомого сетью инвертора. Какие ограничения накладываются на эти зависимости? Привести аналитическое выр. Вх. Хар-к инвертора и огранич хар-ки для 3-х ф. схемы

E = U_do×cosβ+ - выходная характеристика для 3х-фазной мостовой схемы. (1)

Е = U_do×cosα- - для выпрямительного режима.

α – угол задержки отпирания тиристора.

β - угол опережения включения тиристорного моста.

U_do = , где U₂ – действительное значение фазного напряжения.

При малых значениях β предел увеличивающегося входного тока инвертора определяется ограничительной характеристикой.

Е = U_do×cosΘ _min - , (2)

I_d – входной ток инвертора,

X_a – анодное реактивное сопротивление фазы инвертора.

Θ_min – угол необходимый для восстановления запирающего свойства преобразователя.

β=Θ+ν , где Θ - угол восстановления, ν – угол коммутации.

Θ=β-ν_max , где ν_max=I_dmax.

I_{d max} = ,где cos Θ_min =β−ν.

cos β = .

Выражение (2) пока что увеличивает угол коммутации при фиксирующем значении U₂. Угол Θ_min при котором еще возможно запирание тиристора, ограничивается некоторыми значениями I_dmax.

С уменьшением угла β достижение Θ_min происходит при меньших I_dmax.

При больших углах β, ограничение по току для семейства входных характеристик определяется зависимостью: I = I_{d max} = I _max тиристора.

2. Изобразить внешний вид регулировочных характеристик трёхфазного управляемого мостового выпрямителя.

U_d = f(α) – регулировочная характеристика

Для (1) U_d = U_{d 0} cosα

Для (2) 0<cos α ≤ 60° U_d = U_{d 0} cosα

120° > α > 60° U_d = U_{d 0} cos(α + 60°)

3. Изобразить временные диаграммы, поясняющие вертикальный принцип построения СИФУ. Какие требования предъявляются к управляющему импульсу тиристора? Каким критерием определяется минимальная длительность импульса.

Из напряжения сетиполучают синхронизированное с ним пилообразное напряжение. В момент совпадения уровней пилы и опорного напряженияUоп срабатывает компаратор, его перепад дифференцируется и усиливается.

К управляющему импульсу тиристора предъявляются требования:

- длительность импульса (ограничение минимума);

- мощность.

Минимальная длительность импульса ограничивается временем отпирания тиристора.

Структурная схема СИФУ построено по вертикальному принципу управления. В структурной схеме СИФУ ГОН формирует неизменное по формеU_оп которое подается на устр-во сравнения (НО) на второй вход которого поступает медленно меняющееся напряжение управления. В момент равенства U_оп = U_упр НО изменяет значение выходного напряжения U_но и в блоке усиления и формирования импульса БУФИ в этот момент формируется короткий импульс требуемой длительности и мощности.

Требования к управляющему импульсу по:

1. длительности . Длительность импульса зависит от схемы тиристорного преобразователя (ТП) и характера нагрузки. При работе ТП Ра МПТ для устойчивой работы в зоне прерывистых токов (пуск) необходимо на каждый тиристор схемы подавать два коротких импульса с паузой между ними в 60 градусов , т.к. тиристоры в этой зоне выключаются два раза за период проводимости. При нагрузке с малой постоянной времени (якорн. обм. двиг.) длительность импульса составляет t_имп= 7÷10^°. При нагрузке с большой постоянной времени (обм. возб. МПТ) t_имп= 70÷120^°. Длительность импульса в общем случае должно соответствовать условию: t_имп ≥ t_нараст , где t_нараст - это время нарастания анодного тока тиристора I_тир = I_ударн (справочник)

2. мощности. При проектировании БУФИ строят диаграмму управления тиристором как зависимость напряжения управления от тока управления на которой отмечают значения тока управления равного максимальному I_у = I_{у max} . На этот ток проектируется выходной блок БУФИ.

(1),(2) – ВАХ управляющей цепи тиристора снятых при R_max и R_min

(3) – линия максимально допустимой по условию нагрева п/п структуры

(4) – линия управления равная I_{упр max} (по справочнику)

(5),(6) – U_упр = U_{упр min} ; I_упр = I_{упр min} (по справочнику)

Дальше строится на этой диаграмме нагрузочная прямая MN выходного каскада БУФИ по результатам ХХ и КЗ. Из множества точек в не заштрихованной области выбирают точку на прямой MN соответствующую максимальному току.

4. Условие совместного - согласованного управления тиристорными группами вентилей управляемого преобразователя

Применяются согласованный и раздельный способы управления пг.

При раздельном управлении пг управляющие импульсы подаются лишь на одну пг. При реверсе тока подача импульсов на эту пг прекращается и после уменьшения тока до нуля (примерно через 5...10 мс) в работу вступает вторая пг.

При согласованном управлении управляющие импульсы поступают одновременно на обепг, при этом фазировка импульсов в одной из них соответствует выпрямительному режиму, а в другой – инверторному. Основным недостатком способа является наличие уравнительных токов. Для уменьшения их используют уравнительные реакторы.

При совместном управлении управляющие импульсы подаются на тиристоры обеих групп, образуется замкнутый контур, по которому может протекать уравнительный ток. Для уменьшения уравнительного тока углы регулирования вентильных групп должны находиться в определённом соотношении. При совместном управлении различают: линейное согласование групп (согласованное управление), нелинейное согласование групп (несогласованное управление) и совместное управление с автоматическим регулированием уравнительного тока.

Присогласованном управлении соотношение углов устанавливается таким, чтобы среднее значение выпрямленной эдс E_И инверторной группы равнялось среднему значению эдс Е_В выпрямленной группы. Необходимо, чтобы при изменении сигнала управления U_y на входе ТП одновременно менялся как угол регулирования выпрямленной группы _В, так и угол регулирования _И инверторной группы таким образом, чтобы

_В+_И=180.

U_d1 = U_d11 -среднее значение напряжения 1 и 2 групп

U_d1 = U_{d 0} cosα₁

U_d11 = U_{d 0} cosα₁₁

cosα₁ + cosα₁₁ = 0

α₁+ α₁₁= π α₁ = β₁₁ , где α₁ – выпрямительный режим

β₁₁ – инверторный режим

Т.к. инверторные группы работают с углом опережения β то :

β₁₁ = π – α₁₁

α₁₁ = π - β₁₁

При совместном управлении тиристорными группами среднее значение напряжения равны, а мгновенные значения этих напряжений отличаются друг от друга. Поэтому в замкнутом контуре содержится два тиристора одной группы и два другой ; возникает разность напряжений (уравнительное напряжение) и как следствие между группами протекает уравнительный ток.

Для ограничения уравнительного тока в схему ТП включают уравнительные реакторы УР насыщающегося, частично насыщающегося или не насыщающегося типа. УР1 и УР2 – насыщающегося типа. УР3 и УР4 – не насыщающегося типа.

5. В тиристорном преобразователе, работающем на машину постоянного тока в некоторый момент времени выполняются условия: где Е_Д – ЭДС двигателя; L – индуктивность обмотки якоря двигателя и сглаживающего дросселя. Существуют ли условия протекания тока через нагрузку?

Уравнение равновесия системы ТП–Д:

.

В заданном неравенстве

отсутствует компонент , значитi_д = 0, поскольку R_д > 0. Этому условию удовлетворяют точки 1 на графике. Но производная > 0. При этом сумма ЭДС трансформатора и самоиндукции больше ЭДС двигателя. Значит, это точка 2. Ток начинает протекать через нагрузку.