Расчет тиристорного преобразователя как усилителя мощности

Тиристорный преобразователь (ТП) преобразует переменное напряжение сети в регулируемое постоянное напряжение для питания якорной цепи. Силовая схема трансформатор - выпрямительный мост - ДПТ следующая:

U_c

Tp

^{VT 1} _{VT 2}

^{VT 3 VT 4}

_{VT 2}

U_p СИФУ _{VT 4}^{VT 3 VT 5 VT 6}

_{VT 6}^{VT 5}

L_др U_тп=U_я

М

Управляющим входом для ТП является выходное напряжение регулятора U_p, выходом - силовое напряжение U_тп=U_я.

Работа ТП поясняется следующей диаграммой:

U_c, U_тп

U_тп

t

  

U_c

При U_p=0, =180⁰, U_тп=0;

При U_p=U_{cx max}, =0, U_тп= U _max;

Таким образом соблюдается прпорция в промежуточных значениях, т.е.

при U_p=U_{cx max}, =90⁰, U_тп=U _max

Система импульсно - фазового управления (СИФУ) синхронно с изменением напряжения сети выдает импульсы на тиристоры. В результате на выход проходит часть синусоиды в зависимости от угла .

Как элемент системы ТП обладает малой инерционностью, связанной с процессом коммутации тиристоров, а также имеет запаздывание. Запаздывание обусловлено дискретным характером работы ТП: если после открывания какого- либо тиристора изменится значенме U_p, то соответствующее изменение в открывании тиристоров произойдет только в следующей полуволне. Крайнее значение запаздываний колеблется от 0⁰ до180⁰. Соответственно задержка на одну фазу  _мах=0,01 с для однофазной сети и  _мах=0,0033 с для трехфазной сети.

Таким образом кривая изменения выходного напряжения ТП при набросе сигнала U_p будет следующая:

U_тп

t



Эта кривая может быть аппроксимирована выходной кривой апериодического звена 1-го порядка без запаздывания. В результате получим следующую передаточную функцию ТП:

Для трехфазных ТП малая постоянная времени =0,01 с, а коэффициент передачи ТП равняется:

Итак, передаточная функция ТП: