Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 46
Текст из файла (страница 46)
входного анном овне. стабилизирует выходное напряжение на зада ур 234 Рассмотренная структура СУ обеспечивает значительно более высокое качество выходных параметров как в статических, так и динамических режимах работы, чем СУ, структура которой изображена на рис. 5.5, а. Структуры СУ резонансных инверторов во многом сходны со структурами СУ ннверторов тока.
Следует отметить, что в некоторых схемах резонансных ннверторов стабилизация выходного напряжения осуществляется изменением частоты инвертирования. В частности, такой принцип регулирования используется в резонансных инверторах, выполняющих функции промежуточного звена в комбинированных преобразователях постоянного тока 6 4.3). С этой целью в СУ резонансного инвертора вводится ЗГ с переменной частотой, которая регулируется сигналом цепи обратной связи по выходному напряжению. Системы управления трехфазных инверторов тока по принципу действия сходны с рассмотренными и отличаются обычно числом каналов управления и наличием некоторых дополнительных функциональных звеньев. Системы управления инверторамн напряжения.
Рассмотрим СУ тиристорного ннвертора напряжения (рис. 5.7, а). В силовой схеме можно выделить два идентичных плеча с Г С,-коммутирующими контурами, каждое из которых состоит из основных тиристоров У51, Ю или Юз, РЗ4 и вспомогательных (коммутирующих) тиристоров Ро '1, Юз или РЗ'3, РЗ'4 (подробно см. р 3.2). Вспомогательные тиристоры управляются короткими импульсами, длительность которых соизмерима с длительностью интервала коммутации тиристоров в такой схеме (50 — 100 мкс). Управляющие импульсы основных тиристоров должны быть широкими, так как при индуктивном характере нагрузки момент прохождения тока обратных диодов через нуль будет изменяться при регулировании выходного напряжения или изменении нагрузки.
Поэтому, чтобы очередной силовой тиристор включился, необходимо присутствие на нем управляющего импульса. Однако длительность этого импульса не должна перекрывать интервал коммутации другого тиристора в одноименном плече. Импульсы от задающего генератора ЗГ, первого плеча инвертора поступают на пересчетно-распределительное устройство ПРУ„осуществляющее деление частоты ЗГ на два. 1 выхода ПРУ1 импульс одновременно поступает на входы ФИ, и ФУз.
Формирователь импульсов ФИ, формирует короткий управляющий импульс вспомогательного тирнстора Фазосдвигающее устройство ФУз осуществляет фиксированную задержку 130 начала формирования управляющего импульса основного тиристора Юз, поступающего на него с выхода ФИ,, Поступление следующего импульса от ЗГ, 235 а) г г 1 гну и ну и ат и ря' и ря и ггяв нрав и уяе к ряа прага 1 Рис. 5.7. Система управления однофазного инвертора напряпения: приводит к формированию управляющих импульсов для тиристоров Юа и Ро„следующих в таком же порядке. Второе плечо инвертора управляется аналогично. Для обеспечения нормальной работы инвертора необходима синхронизация ЗГ, и ЗГа.
В приведенной структурной схеме синхронизация производится через регулируемое фазосдвигающее устройство ФУ, что позволяет производить регулирование выходного напряжения по принципу широтно-импульсной модуляции, для чего сигнал и., цепи обратной связи по выходному напряжению подается на ФУ. Значение сигнала сх еур определяет угол фазового сдвига губ' между управляющими импульсами тиристоров УЯ'г и гигооа (или УЯа и ги'ооз), а следовательно, и длительность паузы между положительными н отрицательными значениями выходного напряжения 6 3.4). Система управления трехфазного инвертора подобного типа имеет сходную структуру. Основное отличие заключается в использовании пересчетно-распределительного устройства, 236 и — струатурнаа схема; б — диаграммы нмпульсоа осуществляющего сдвиг по фазе управляющих импульсов основных тиристоров каждого плеча относительно друг друга на угол, равный и.
6.2.4. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ-СТАБИЛИЗАТОРОВ В гл. 4 рассматривались различные типы регуляторов- стабилизаторов напряжения в цепях постоянного и переменного токов. Среди них в качестве наиболее перспективных были указаны устройства, выполненные на основе силовых полупроводниковых приборов. Поэтому в настоящем параграфе приводятся примеры СУ только полупроводниковых регуляторов-стабилизаторов. Системы управления регуляторов-стабилизаторов переменного тока. Для регулирования напряжения в цепи переменного тока может быть применен компенсатор реактивной мощности, «оторый используется для регулирования выходного напряжения 237 Рис.
5.8. Система управления регулятора-стабилизатора напряжения с компеисатором реактивной мощности: а — структурная схема; б — диаграммы вы«одаого напра:кения а управляюшдх им- пульсов ггбыд ! ! ! ! ггд,с ! д УЮ 'си ! ! г — ) Рис. 5.9. Система управления регулятора-стабилизатора напра:кемпа с тиристорным переключением отпаек: а — структурная схема; б — диаграммы выходного напраиения и управлиощих км- пульсов Ута 238 ннвертора тока (см.
рис. 4.4, а). Принцип регулирования напряжения в таком регуляторе-стабилизаторе основан на изменении его эквивалентной индуктивности (см. з 4.1). Д д регулировать угол управления гт. Вариант структурной схемы СУ такого регулятора-стабилизатора приве ден Управляющие импульсы тиристоров ~'Яг и ~'Яз формируются формирователями импульсов ФИ, и ФИ . Синх о этих имп льсов с в у выходным напряжением и,„„осуществляется входным устройством ВУ, сигналы с которого поступают на эти же устройства поступает сигнал Льг' от автоматического регулятора напряжения АРН.
Напряжейие определяет фазу формирования управляющих импульсов относитель е ьно входного р , т. е. угол управления х. Выходное напряжение и,„, контролируется датчиком ДН, сигнал с которого по цепи импульсов и выходного напряжения представлены на рис. 5.8, б, Вариант структурной схемы СУ регулятора-стабилизатора выполненного на п и а принципе коммутации тиристорами отводов от обмотки трансформатора, приведен на рис. 5.9, и. Регулирование напряжения в схеме производится посредством изменения угла сг, определяющего момент переключения нагрузки с отвода, соответствующего напряжению Н' с более высоким напряжением Н,"„, (рис. 5.9, б).
на отвод Управляющие импульсы на тиристоры ~'Вг — к'Яа поступают с выходов формирователей импульсов ФИ вЂ” ФЙ . С низа ия авл — инхроц управляющих импульсов производится входным устройствгям ВУ. При этом моменты формирования управляющих имйульсов тиристоров Ю, и УВ жестко связ ны р жением и„и соответствуют прохождению его через ймпу.пьсы ирнсторов $'яз и рЯа сдвигаются фазосдвигающим устройством ФУ на угол гт относительно этих моментов. Для того чтобы обеспечить надежную работу схемы при активно- индуктивной нагрузке, необходимо, чтобы длительност и льсов г льность имрис. 5.9.
И у соответствовала диаграммам, представленн ым на зменение угля и проивводится автоматически сигналом Леус, поступающим от АРН. Системй управления регуляторов.стабилизаторов постоянного венно вып тока. Регуляторы-стабилизаторы малой мощности преимущ олняются на транзисторах, работающих в ~ ущестнепре ывно г х в, жиме подобного тип р ре улируемого сопротивления. Принцип действия типа регуляторов-стабилизаторов рассмотрен в 9 4.3. огласно этому принципу структурную схему СУ в общем ожно представить в виде, показанном на рис. 5.10.
роцесс регулирования протекает следующим образом. Сигнал 239 кууегулирулупбем1г и,, в цепи обратной связи, потранзиглгор9 "йак ступающей с датчика выходного напряжения ДН, подается на сумматор 1. На его другой вход поступает опорное напряжение Н, от источника опорного напряжения ИОН. Разность этих напряжений е подается на вход Рис. 5.10. Система управления ре- усилителя, содержащего необхогулатора-стабилизатора постоян- димые корректирующие цепочки ного тока непрерывного лействия для придания устойчивости процессу регулирования. Сигнал с511в с выхода усилителя подается на транзистор (или совокупность последовательно-параллельно соединенных транзисторов), выполняющий функции исполнительного органа в системе регулирования.
По принципу регулирования данная система является статической системой с отрицательной обратной связью, отрабатывающей до минимума при различных возмущениях разность напряжений е, зависящую от коэффициента усиления цепи регулирования. Последний преимущественно определяется коэффициентом усиления усилителя СУ. При повышении мощности регулятора-стабилизатора более рациональным является способ импульсного управления исполнительным органом схемы 6 4.3).
Структурная схема СУ для импульсного управления, например, транзистором г'Т (см. рис. 4.17, а) 1или совокупность транзисторов) представлена на рис. 5.11, а. Включение транзистора производится подачей на него управляющего импульса от ФИ. Момент формирования переднего фронта управляющего импульса совпадает с моментом равенства сигнала См поступающего от генератора пилообразного напряжения ГПН и напряжения ЛН . Длительность управляющего импульса соответствует интервалу времени, когда напряжение превышает сигнал 15 Нв. Подобная структура СУ позволяет реализовать рог улированйе выходного тл Рис.
5.11. Система управденна регулятора постоанного тока; и — структурная схема, б — диаграммы напряженна на элементах схемы н управлмопих нмлулъсов 240 напряжения Н, по способу ШИМ. Частота переключения транзистора УТ в данном случае постоянна и определяется частотой ГПН. Регулирование выходного напряжения происходит за счет изменения скважности управляющих импульсов, которая определяется сигналом ЛН усилителя.
Если в качестве исполнительного органа регулятора используются тиристоры, то структурная схема СУ, соответствующая регулированию по способу ШИМ, подобна приведенной на рис. 5.11, а. Основное отличие ее заключается в дополнительных каналах формирования управляющих импульсов вспомогательных (коммутирующих) тиристоров. Это обусловлено необходимостью принудительного выключения основных тиристоров 6 4.3). Б.З. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ Современные средства цифровой вычислительной техники позволяют расширить функции систем управления, регулирования и контроля состояния преобразователей и за счет этого улучшить основные технико-экономические показатели последних.
Так, например, могут быть улучшены энергетические, динамические, точ постные и надежностные характеристики преобразователей, а также реализованы более совершенные системы контроля, защиты и диагностики. При этом может быть достигнут высокий уровень унификации аппаратных средств различных типов преобразовательных устройств за счет возможности их программирования под конкретные функции уй задачи. Основные функции, выполняемые программируемыми средствами вычислительной цифровой техники в преобразователях, являются следующие: 1) реализация законов формирования (моментов появления) управляющих импульсов ключевых элементов преобразователя (тиристоров, транзисторов и др.); 2) управление режимами работы преобразователя (включение, отключение, реверсирование и др.); 3) загцита основных узлов и элементов при возникновении внешних или внутренних аварий и повреждений (входных перенапряжений, перегрузок, коротких замыканий, отказов отдельных элементов и др.); 4) контроль и диагностика состояния функциональных узлов н элементов преобразователя 1состояиие тиристоров, транзисторов, оконечных каскадов в каналах управления, коммутационной аппаратуры, оперативных источников питания и др.); 5) обмен информацией между преобразователем и другими объектами или огератором.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
