Принципы управления тиристорными преобразователями

Управляемые выпрямители, часто называемые тиристорными преобразователями (далее ТП) предназначены для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, регулируемое по величине за счет соответствующего изменения угла включения вентилей в проводящей части периода переменного напряжения.

ТП обладают рядом достоинств к которым можно отнести:

• высокий КПД, за счет низкого падения напряжения в тиристорах;

• высокое быстродействие;

• высокая надежность при выполнении ТП в модульно-блочном исполнении.

К недостаткам ТП можно отнести:

• низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании напряжения;

• искажение напряжения сети, вносимое работой ТП;

• повышенный уровень излучаемых радиопомех.

ТП бывают однофазными и многофазными, реверсивными и нереверсивными.

РАБОТА ОДНОФАЗНОГО ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Одна из простейших машинно-вентильных систем на базе однофазного тиристорного преобразователя и двигателя постоянного тока с независимым возбуждением приведена на рис.1.а.

Рис. 1. Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения с помощью однофазного полностью управляемого преобразователя!

а — схема силовой цепи;

б — диаграммы токов и напряжений для режима непрерывного тока в двигательном режиме;

в — диаграммы для инверторного режима.

Рассмотрим работу схемы в режиме непрерывных токов [1]. Тиристоры V1 и V3 находятся в открытом состоянии и соединяют ДПТ с независимым возбуждением (НВ) с сетью в течение периода а < w t < p+а. В момент времени p+a тиристоры V2 и V4 переходят в открытое состояние, при этом к тиристорам VI и V3 через открытые V2 и V4 прикладывается напряжение обратной полярности и закрывает их. Такая коммутация называется естественной. Ток якоря ДПТ, протекавший ранее через VI и V3, далее будет протекать через тиристоры V2 и V4.B течении фазового интервала, заключенного от а до p, энергия из сети передается ДПТ и, наоборот, в течение интервала, за­ключенного между p и p+a, часть энергии из якорной цепи возвращается в сеть т. к. напряжение сети U и ток якоря I имеют разные знаки, определяющие направление потока энергии от двигателя к сети.

Диаграммы напряжений и токов системы в двигательном и инверторном режимах представлены на рис. 1.б и рис. 1.в.

При синусоидальной форме напряжения сети, когда и = 2×U× sin(w t), среднее значение напряжения якорной цепи может быть определено по выражению:

Зависимость напряжения на выходе ТП Ud от величины угла задержки открывания тиристоров a представлена на рис. 2, из которого видно, что инверторному (генераторному) режиму работы ТП соответствуют углы 90°<a< 180°

Рис. 2. Зависимость выходного напряжения ТП от угла запаздывания открывания тиристоров a.

Уравнение механической характеристики ДПТ в системе с однофазным ТП имеет вид:

где - коэффициент э.д.с. ДПТ ( - конструктивный коэффициент ДПТ, - номинальный поток возбуждения ДПТ.

Из последнего уравнения видно, что при различных углах a можно получить семейство механических характеристик, параллельных друг другу. Следует учесть, что это имеет место только для режима непрерывных токов в якорной цепи, который, однако, маловероятен при малых токах якоря, когда запасенной в якорной цепи электромагнитной энергии будет недостаточно для поддержания непрерывного тока якоря.

В случае прерывистых токов скорость вращения двигателя будет резко возрастать, что искажает линейность механических характеристик.

Дата добавления: 2015-06-04