2.2 Опис принципової електричної схеми блоку сіфу комплектного електропривода подачі типу бту 3601

Реалізація функції встановлення меж кутів α_мін. і α_макс. Здійснюється шляхом ввімкнення в обернений зв'язок операційного підсилювача А5 транзистора V15, а встановлення початкового кута регулювання здійснюється подачею напруги зміщення на вхід підсилювача А5 від подільників R41, R42.

Сигнал, що поступає з керуючого органу (КО) на нульовий орган (НО) СІФУ, знімається з резистора R48 в еміторному ланцюзі транзистора. В лінійному режимі роботи потенціал інвертованого входу операційного підсилювача А5 практично рівний нулю, тому U_е , яка надходить на НО СІФУ, дорівнює падінню напруги на резисторі R48.

Коефіцієнт передачі схеми визначається так, як і в звичайного підсилювача, тобто, з відношення рівності струмів на інвертованому вході.

В ідмінність схеми із транзистором в ланцюзі оберненого зв'язку полягає в тому, що струм в ланцюг резистора R48 надходить в основному через перехід емітор-колектор транзистора (І_ос = І_е) від джерела живлення – 15 В. В цьому випадку вихідний струм підсилювача, як рівний струму бази транзистора, в β-разів менший аніж струм зворотного зв'язку, так як І_е=β?І_б де β – коефіцієнт підсилення транзистора за струмом. Підсилювач А5 автоматично формує таку вихідну напругу, при якій забезпечується рівність струмів на інвертованому вході. При цьому не важливо якої величини досягне вихідна напруга (зазвичай до рівня насичення), оскільки корисний сигнал знімається з резистора R48.

Рис. 2.2.1 СІФУ

Розрахункова схема, яка відображає напрямок протікання струмів в ланцюгах підсилювача А5, приведена на рис.2.2.1. Початковий струм І_нач визначає початковий кут регулювання α_нач. В статичному режимі (від'ємна полярність U_вх) струм І_вх віднімається від І_нач , зменшуючи тим самим І_ос та, відповідно, падіння напруги на резисторі R48. Таким чином, чим більше від'ємною стає U_вх, тим сильніше зменшується падіння напруги на резисторі R48 і тим більше закривається транзистор. Для встановлення меж мінімального кута регулювання падіння напруги на резисторі R48 повинне залишатися постійним і рівним деякій від'ємній мінімальній величині. Це відбувається наступним чином. В режимі відмежування α_мін підсилювач А5 виходить з лінійної зони роботи, і його вихідна напруга досягає рівня насичення позитивної полярності. Цією напругою транзистор V15 повністю закривається. Струм через резистор R48 розпізнається, з одного боку, резистором R50 і постійною напругою живлення – 15 В, а з іншого – потенціалом інвертованого входу підсилювача А5. Оскільки підсилювач не знаходиться в лінійному режимі, інвертованого входу може приймати будь-яке значення, але повинен залишатися постійним при збільшенні U_вх в бік від'ємної полярності, щоб струм через резистор R48 залишався незмінним. Це забезпечується малим диференціальним опором ланцюга з резистора R44 та діода V52, анод якого через вихід мікросхеми у вузлі захисту та блокування має практично нульовий потенціал. Таким чином збільшення струму І_вх компенсується збільшенням струму І_v52, і за рахунок малого опору V52 та R44 потенціал інвертуючого входу практично залишається постійним. Величина напруги U_е в цьому режимі може змінюватися шляхом підбору змінного резистора R50. Для зменшення α_мін необхідно зменшити U_е, і відповідно, збільшити R50.

При зміні полярності U_вх на позитивну відбувається зсув кута регулювання в бік α_макс. Це відповідає збільшенню падіння напруги на резисторі R48, тобто поступового відкривання транзистора V15. Для фіксації α_макс. при збільшенні U_вх і досягненні їй певної величини, падіння напруги на резисторі R48 повинне залишатися постійним. В цьому режимі вихідна напруга підсилювача А5 досягає рівня насичення від'ємної полярності, а транзистор V15 повністю відкритий. Струм через резистор R48 визначається резистором R49 і напругою живлення – 15 В, резистором R47 і напругою насичення підсилювача, напругою інвертуючого входу підсилювача, яка в цьому режимі рівна падінню напруги на діоді V43 і тому при збільшенні U_вх залишається практично постійною. Таким чином, функцію фіксації α_макс. виконує ланцюг R44, V52, а α_макс. – діод V43. Величина напруги U_е в режимі фіксації α_макс. може змінюватися шляхом підбору резистора R49. Для збільшеня α_макс. необхідно збільшити U_е, і відповідно, зменшити R49, і навпаки.

Початковий кут регулювання потенціометром R41 встановлюється рівним 120 ел. град.

Встановлення меж мінімальної величини кута регулювання, не пов'язано з особливістю роботи тиристорного перетворювача в цьому режимі, а визначається мінімальною тривалістю вихідних імпульсів нульового органу СІФУ , при якій зберігається його стабільна робота. Встановлення межі мінімальної тривалості імпульсів приводить до встановлення межі α_мін. У випадку з'єднання первинної або вторинної обмоток силового трансформатора в трикутник, коли силова напруга на тиристорах відстає по фазі на 30 ел. град. від синхронізуючої напруги, не встановлюються межі на тривалість імпульсів вихідної напруги нульового органу СІФУ, оскільки при α_мін.= 0 ел. град. ширина імпульсів складає 30 ел. град. і мінімальний кут регулювання може встановлюватися рівним 0 ел. гр.

Фіксація величини α_макс. визначається специфікою роботи тиристорного перетворювача в інверсному режимі, яка полягає в можливості появи при кутах регулювання, близьких до 180 ел. град. аварійного режиму роботи, так званого прорив інвертора. Тому від теоретичного максимального кута регулювання в інверсному режимі 180 ел. град. для надійної роботи перетворювача залишають запас Δα = 15…30 ел. град., і практичного максимального кута регулювання – 150…165 ел. град.

Існує і нижня межа максимального кута регулювання, менше якої не рекомендується встановлювати α_макс. Це пов'язано з можливістю появи неконтрольованих викидів струму в режимі рекуперативного гальмування:

Якщо гальмування двигуна відбувається з максимальної швидкості, яка відповідає α_мін ~ 0 ел. град., то Е_дв ~ U_d0 і (1 + cos α). Звідси наочно видно, що зменшення максимального кута регулювання приводить до збільшення струму в режимі гальмування з максимальної швидкості. І якщо фіксувати α_макс. неприпустимо низькою величиною, то контур струму не зможе підтримувати початковий струм гальмування на заданому рівні, оскільки для цього регулятора струму знадобилося б автоматично зміщувати кут регулювання в бік збільшення, а межа для α_макс. не дозволить цього зробити. Це приведе до того, що початковий струм гальмування не буде контролюватися контуром струму і перевищить величину установки. Тому мінімальне значення максимального кута регулювання повинне обиратися таким чином, щоб при гальмуванні з максимальної швидкості початковий струм гальмування не перевищував заданої величини [3].