Структурные схемы систем управления регулируемыми выпрямителями и ИВС, основные узлы и их реализация.

1) управление ключевыми элементами силовой части преоб­разователя, осуществляющими процесс преобразования элект­роэнергии;

2) регулирование выходных параметров преобразователя;

3) включение, отключение преобразователя и распределение электроэнергии между отдельными потребителями;

4) управление защитными устройствами преобразователя и его компонентов;

5) выдачу информации о работе преобразователя при использовании его в автоматизированной системе электро­лита ни я.

Систему контроля работоспособности преобразователя и ею компонентов также иногда относят к системе управления.

К основной части относятся функциональные узлы и элемен­ты, которые обеспечивают управление нелинейными элемен­тами (например, тиристорами), выполняющими непосредст­венно функции преобразования и регулирования параметров электрической энергии. При дальнейшем изложении под СУ в большинстве случаев понимается ее основная часть.

В тиристорных преобразователях основная функция СУ заключается в формировании по определенной программе управляющих импульсов на управляющих электродах тири­сторов схемы. Требования, предъявляемые к параметрам управляющих импульсов, определяются типом тиристора, схе­мой, в которой используется тиристор, и режимом ею работы. Для надежного включения тиристора необходимо обеспечить Какие значения тока управления и напряжения на управляющем электроде, которые соответствуют области гарантированною включения тиристора с учетом максимально допустимых значений тока, напряжения и пиковой мощности, выделяемой на управляющем электроде.

В зависимости от схемы, в которой используются тири­сторы, управляющие импульсы могут иметь различную форму и длительность.

В самом общем виде структуры СУ выпрямителей, зависи­мых инверторов и других видов тиристорных преобразователей можно разделить на две группы: многоканальные и одноканальные. В многоканальных структурах СУ регулирование фазы управляющих импульсов (т. е. угла управления) производится в каждом канале управления. Число таких каналов обычно равно числу тиристоров схемы или числу ее фаз. В одноканальных структурах СУ регулирование фазы управляющих импуль­сов производится в одном общем для всех фаз канале с последующим распределением импульсов по тиристорам схемы. Подобную классификацию СУ целесообразно проводить Для многофазных преобразователей, содержащих большое чис­ло тиристоров. В то же время основной принцип этой классификации справедлив и для однофазных схем.

Рис. 5.1. Система управления однофазного выпрямителя:

а— структурная схема, б—диаграммы напряжений на входе фазосдвигающих устройств и диаграммы управляющих импульсов.

Наиболее распространенной структурой СУ выпрямителей является многоканальная. Пример СУ с такой структурой для тиристорного выпрямителя, выполненного по однофазной схеме со средней точкой, приведен на рис. 5.1, а. Принцип работы данной СУ основан на формировании управляющих импульсов, следующих синхронно с сетевым напряжением и_АВ и сдвинутых относительно этого напряжения по фазе на угол а. В выпрямителях с регулированием по выходному напряжению (рис. 5.1,6) угол а обеспечивается таким, чтобы среднее значение выпрямленного напряжения U_d мало от­личалось от заданного при различных возмущениях, например колебаниях сетевого напряжения и_АВ.

Привязка импульсов к сетевому напряжению осуществляется входным устройством ВУ. Функции ВУ в данной СУ может выполнять трансформатор со средней точкой, вторичные полуобмотки которого создают два синусоидальных напряже­ния, сдвинутых между собой на угол к. Напряжения с каждой

63. Автономные инверторы тока (АИТ), классификация, основные схемы, временные диаграммы работы, расчет основных параметров и характеристик, примеры использования в системах управления.

Автономный инвертор тока UZ преобразует постоянный ток в трехфазный переменный с частотой 50 Гц. На входе и выходе инвертора установлены автоматические выключатели QF1, QF2, служащие для подключения к источнику питания и к нагрузке. Синусоидальность переменного тока обеспечивается за счет компенсирующих, конденсаторов С1 - СЗ, установленных на выходе инверторного моста.
Различают автономные инверторы тока и напряжения. Инвертор тока получает энергию от источника питания через сглаживающий фильтр большой индуктивности. Инвертор напряжения подключается непосредственно к источнику питания с малым внутренним сопротивлением.
Модель описанного стабилизированного автономного инвертора тока была построена на базе аналоговой вычислительной машины ЭМУ-10.
Рассмотрим установившийся режим работы однофазного автономного инвертора тока с нулевым выводом трансформатора (рис. 10.53), положив, что к моменту времени t 0 тиристор VS t был закрыт, тиристор VS-i открыт, конденсатор цепи коммутации емкостью Ск заряжен так, как показано на рис. 10.53 знаками плюс и минус без скобок, трансформатор идеальный и сопротивление цепи нагрузки гн. В цепь источника постоянной ЭДС Е включен сглаживающий фильтр с индуктивностью L.

Рис. 4. Схема автономного инвертора тока (а). Графики (б) напряжения Utb и тока Iн на выходе инвертора

Внешне АИТ похожи на АИН, имеют аналогичную структуру (рис. 4, а) однако процессы в них существенно различаются. Основное различие — в способе питания: на входе АИТ включен реактор Ld, индуктивность которого достаточна для поддержания тока нагрузки практически неизменным в течение полупериода выходной частоты АИТ. Таким образом, в АИТ задается мгновенное значение тока, он получает питание от источника тока. Напряжение — зависимая переменная (рис. 4, 6). Индуктивность сглаживающего реактора Ld оказывает существенное влияние на динамические характеристики АИТ. В частности, чем меньше Ld, тем меньше всплески и провалы напряжения на выходе АИТ при скачкообразном изменении нагрузки на его выходе.

В АИТ ключевые элементы изменяют направление тока в нагрузке (но не мгновенное значение), так что нагрузка питается как бы от источника тока, что и нашло свое отражение в соответствующей терминологии — инвертор тока Нагрузка АИТ, как правило, носит емкостной характер (на рис. 4, а конденсатор Ск), так как при индуктивной нагрузке из-за скачкообразного изменения тока возникли бы перенапряжения, нарушающие нормальную работу схемы.
К числу достоинств АИТ относится сравнительно хорошая форма кривой выходного напряжения при наличии на выходе параллельного конденсатора. Основными недостатками АИТ являются падающая внешняя характеристика и зависимость величины и формы кривой выходного напряжения от частоты, в связи с чем обычно АИТ используется в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц.