
- •В.1 Загальні вимоги та методологія математичного опису елементів
- •Розділ 1 перетворювальні пристрої електроприводів
- •Тема 1.1 електромашинні перетворювачі напруги
- •Генератор постійного струму
- •Емп поперечного поля
- •Тема 1.2 напівпровідникові перетворювачі напруги
- •1.2.1 Тиристорні перетворювачі постійного струму (керовнані випрямлячі)
- •1.2.1.1 Нереверсивні тиристорні перетворювачі напруги
- •1.2.1.2 Реверсивні тиристорні перетворювачі напруги
- •1.2.2 Широтно-імпульсні перетворювачі
- •Додатковий матеріал для поглибленого вивчення теми «Широтно – імпульсні перетворювачі постійного струму» д.1 імпульсні перетворювачі напруги
- •Д.1.1 Нереверсивні імпульсні перетворювачі постійної напруги на повністю керованих вентилях
- •Д.1.2 Реверсивні імпульсні перетворювачі постійної напруги
- •1.2.3. Тиристорні регулятори напруги змінного струму
- •Тема 1.3 напівпровідникові перетворювачі частоти
- •1.3.1 Пч з проміжною ланкою постійного стуму
- •1.3.2 Перетворювачі частоти з шім
- •1.3.3 Перетворювачі частоти з безпосереднім зв’язком з мережею (пчбз)
- •Додатковий матеріал для самостійного та поглибленого вивчення теми «Напівпровідникові перетворювачі частоти» д.2 Перетворювачі частоти
- •Д.2.1 Тиристорні перетворювачі частоти з безпосереднім зв’язком
- •Д.2.2 Перетворювачі частоти з проміжною ланкою постійного струму
- •Д.2.3 Автономні інвертори напруги на повністю керованих вентилях
- •Д.2.4 Автономні інвертори напруги на одноопераційних тиристорах
- •Д.2.5 Автономні інвертори струму
- •Тема 1.4 джерела стабілізованого струму
- •1.4.1 Індуктивно-ємнісний перетворювач
- •1.4.2 Джерело струму на основі керованого перетворювача напруги
- •Розділ 2 керуючі пристрої на аналогових інтегральних мікросхемах
- •Тема 2.1 керуючі пристрої на основі лінійних схем операційних підсилювачів
- •2.1.1 Лінійні частотно-незалежні схеми оп
- •2.1.2 Лінійні частотно-залежні схеми оп
- •2.1.2.1 Функціональні регулятори
- •2.1.2.2 Електричні фільтри
- •Тема 2.2 керуючі пристрої на основі нелінійних схем операційних підсилювачів
- •2.2.1 Аналогові компаратори
- •2.2.2 Нелінійні функціональні перетворювачі
- •Розділ 3 елементи логічних та цифрових керуючих пристроїв
- •Тема 3.1 елементи логічних керуючих пристроїв
- •Тема 1.1 12
- •3.1.2 Логічні функції однієї і двох змінних
- •3.1.3 Функціонально повні системи логічних функцій
- •Тема 3.2 елементи цифрових систем керування електроприводами
- •3.2.1 Тригери
- •3.2.2 Лічильники
- •3.2.3 Регістри
- •3.2.4 Суматори
- •3.2.5 Перетворювачі кодів
- •3.2.6 Комутатори (мультиплексори)
- •3.2.7 Цифрові компаратори
- •3.3 Цифро - аналогові перетворювачі
- •Додатковий матеріал для поглибленого вивчення теми «Елементи цифрових систем керування електроприводами» д.3 Запам’ятовуючі пристрої
- •Розділ 4 датчики автоматизованих електромеханічних систем
- •4.1 Призначення і основні параметри датчиків
- •4.2 Опис принципів дії основних датчиків і реле
- •4.2.1 Резистивні датчики
- •4.2.2 Датчики сили і моменту
- •4.2.3 Датчики температури
- •4.2.4 Індуктивні датчики
- •4.3 Датчики кута і розузгодження на обертових трансформаторах і сельсинах
- •4.3.1 Поворотні (обертові) трансформатори
- •4.3.2 Сельсини
- •4.4 Тахогенератори
- •4.4.1 Тахогенератор постійного струму
- •4.4.2 Асинхронний тахогенератор
- •4.5 Аналого ‑ цифрові перетворювачі
- •4.5.1 Ацп з просторовим кодуванням
- •4.5.2 Число-імпульсні ацп
- •4.5.3 Ацп із зрівноважуванням
- •Висновок
- •Література
- •1. Основна література
- •2. Додаткова література
- •3. Методична література
Тема 1.2 напівпровідникові перетворювачі напруги
Докладну класифікацію статичних регульованих перетворювальних пристроїв за принципом дії та призначенням наведено на рис. 1.2.1.
Рис. 1.2.1
Лекція 4. Тиристорні перетворювачі напруги (ТПН) змінного струму у постійну (керовані випрямлячі). Призначення, класифікація, режими роботи. Типові схемні рішення силової частини ТПН, принцип роботи СІФК.
Завдання на СРС Особливості силових схем ТПН, основні параметри і розрахункові співвідношення, характеристики керування.
Література: 1, с.13-39; 2, с.40-62; 1а, с.223-253; 1б, с.153-159.
Питання для самоконтролю:
Нереверсивні керовані випрямлячі. Функціональна схема, типові схемні рішення силової частини, принцип роботи СІФК. Побудова характеристики «Вхід-вихід».
Інверторні режими роботи керованих випрямлячів.
1.2.1 Тиристорні перетворювачі постійного струму (керовнані випрямлячі)
Загальні відомості. В сучасних електроприводах постійного струму для живлення якірних кіл та кіл збудження машин широко застосовуються некеровані і керовані вентильні випрямлячі напруги. У некерованому випрямлячі використовуються напівпровідникові діоди. Вихідна напруга такого перетворювача не регулюється. Електрична енергія з мережі змінного струму віддається у коло постійного струму.
У керованих випрямлячах (КВ), які також називаються тиристорними перетворювачами (ТП), використовуються тиристори, що дає змогу змінювати напругу перетворювача на боці постійного струму за значенням і знаком. У КВ потік енергії може бути спрямований як з мережі змінного струму в коло постійного струму (режим випрямлення), так і в зворотному напрямку (режим інвертування).
Основні позитивні якості КВ полягають у високому коефіцієнті підсилення та ККД, малій потужності керування та високій швидкодії. До недоліків КВ слід віднести: пульсації вихідної напруги, низький коефіцієнт потужності при глибокому регулюванні напруги, високу чутливість до перенапруги, викривлення в мережах живлення, підвищений рівень випромінювання радіозавад.
КВ класифікуються:
за вихідною потужністю: малопотужні ‑ до 10 кВт; середньої потужності – десятки-сотні кВт і потужні ‑ понад 1000 кВт;
за кількістю фаз напруги живлення: однофазні й трифазні;
в залежності від схем включення вентилів і приєднання навантаження: нульові і мостові, симетричні і несиметричні;
за можливістю зміни полярності вихідної напруги: реверсивні та нереверсивні.
Експлуатаційні властивості КВ характеризуються такими параметрами і співвідношеннями:
середніми значеннями випрямленої напруги Ud і струму Id;
коефіцієнтами корисної дії η та потужності kп;
коефіцієнтом випрямлення k
=U
/U
‑ відношенням найбільшого середнього значення випрямленої напруги до діючого значення фазної вхідної напруги силового блоку;
коефіцієнтом збільшення розрахункової потужності трансформатора kт = Sт/Рd ‑ відношенням типової потужності трансформатора до номінальної потужності випрямленого струму;
коефіцієнтом використання вентилів за напругою ku=Uвmax/Ud ‑ відношенням максимальної зворотної напруги на вентилях схеми до середнього значення випрямленої напруги;
коефіцієнтом використання вентилів за струмом kі=Ів.д/Іd ‑ відношенням діючого значення струму вентиля до середнього значення випрямленого струму;
коефіцієнтом пульсацій kп(q)=Umax(q)/Ud ‑ відношенням амплітуди даної гармоніки пульсацій випрямленої напруги до середнього значення випрямленої напруги;
коефіцієнтом спотворення ν=I1(1)/I1 ‑ відношенням діючого значення струму основної гармоніки до діючого значення повного струму первинної обмотки трансформатора;
зовнішньою характеристикою Ud=f(Id) ‑ залежністю середнього значення випрямленої напруги від середнього значення випрямленого струму;
регулювальною характеристикою Ud=f() ‑ залежністю середнього значення випрямленої напруги від кута регулювання.
У спрощеному вигляді структурна схема КВ показана на рис. 1.2.2. Її основними елементами є: силовий трансформатор TV, силовий вентильний блок СБ, згладжуючий дросель ЗД і система імпульсно-фазового керування СІФК. Силовий трансформатор використовується в разі необхідності узгодження напруги мережі живлення і кола навантаження перетворювача, а також їх електричного відокремлення; крім того, силові трансформатори зменшують вплив навантаження на мережу живлення. Вентильний блок виконує функції випрямлення і регулювання напруги. Для зменшення пульсацій випрямленого струму застосовується згладжуючий дросель. Система імпульсно-фазового керування вентильним блоком забезпечує вироблення послідовності відкриваючих імпульсів і зміну кута комутації тиристорів згідно з вхідним сигналом керування. Для регулювання величини випрямленої напруги в ТП використовується імпульсно-фазовий метод керування, який полягає в тому, що відкриваючий імпульс на тиристори подається з певним запізненням (зсувом за фазою) по відношенню до точки природного відкривання, тобто до точки, яка відповідає моменту вступу в роботу вентилів, якби це були некеровані діоди.
Рис. 1.2.2