avangard-pressa.ru

Регулировочные характеристики вентильных преобразователей при различных опорных напряжениях СИФУ - Математика

Структурная схема СИФУ с пилообразным опорным напряжением представлена на рисунке 3.27, где приняты обозначения: ГПН – генератор пилообразного напряжения (см. рисунок 3.28); УО – управляющий орган; U0 – напряжение смешения; НО – нуль-орган; ФДИ – формирователь длительности импульса (tУИ – время управляющего импульса; tУИ = (250 ¸ 350)мкс).



Регулировочная характеристика СИФУ

.

В соответствии с уравнением, регулировочная характеристика СИФУ линейная (см. рисунок 3.29). На рисунке характеристика 1 – при a = 900, 2 – при a > 900, .

Пусть и UУ = 0, тогда

.

При a = 900 , Ed = Ed0 cosa = 0; реально a чуть больше 900.

.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя в целом Ed=f(a) нелинейная (косинусоидальная).


В соответствии с уравнением регулировочная характеристика тиристорного преобразователя будет иметь вид, представленный на рисунке 3.30.


Коэффициент передачи тиристорного преобразователя (см. рисунок 3.31):

;

.

Пример – UДН = 220В ® Udo @ 260В; UОП = 10В

При расчете систем регулирования ориентируются на максимальное значение a. Если тиристорный преобразователь работает, обеспечивая стабилизацию тока, то в расчетах следует подставлять то значение kТП, которое будет иметь тиристорный преобразователь при данном угле управления. В двухзонных электроприводах, при оптимизации контура тока возбуждения ориентируются на максимальный kТП max, который обычно бывает при ослабленном потоке.

Принцип работы СИФУ с синусоидальным опорным напряжениемотражен нарисунке 3.32.


Найдем зависимость a=f (UУ)

.

Характеристика СИФУ в данном случае нелинейная (см. рисунок 3.33).


Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя линейная

;

.

При a0 = 900 (U0 = 0) (см. рисунок 3.34)

.


Коэффициент передачи (см. рисунок 3.35)

.

Линейная регулировочная характеристика тиристорного преобразователя предпочтительна для САР, т.к. с такой характеристикой звено имеет постоянный коэффициент во всем рабочем диапазоне.

Преобразователь с синусоидальным опорным напряжением применяется в системах тиристорного электропривода большой мощности, в которых очень важным становится вопрос использования тиристорного преобразователя по напряжению и в котором угол a приближен к границам диапазонов (aMIN; aMAX).

Режим непрерывного тока является основным для электроприводов большой и средней мощности. В электроприводе малой мощности режим прерывистого тока существенен. В этих системах электропривода регулировочные характеристики силовой части преобразователя являются не только нелинейными (косинусоидальными), но и однозначными, что делает неоднозначными регулировочные характеристики преобразователя в целом.

Передаточная функция

Динамические свойства тиристорного преобразователя определяются его тремя специфическими особенностями:

а) тиристорный преобразователь – звено дискретное (импульс управления на тиристор формируется в определенные моменты времени);

б) тиристорный преобразователь – звено полууправляемое (включение тиристора осуществляется подачей управляющего импульса, а отключение при снижении тока до нуля);

в) реакция тиристорного преобразователя на изменение угла управления a в сторону выпрямительного или инверторного режимов не одинакова (на перевод угла управления в сторону выпрямительного режима тиристорный преобразователь реагирует быстрее, а перевод тиристорного преобразователя в инверторный режим идет по синусоиде последней, включившейся фазы (нулевая схема)).

В силу этих особенностей тиристорный преобразователь – нелинейное звено.

Если частота входного управляющего сигнала меньше критической (w £ wКР), то нелинейными свойствами преобразователя можно пренебречь, и считать его апериодическим звеном первого порядка с передаточной функцией

;

,

где ТФ – постоянная времени фильтра, включенного на входе СИФУ ТФ » 3мс;

ТССЗ – время среднестатистического запаздывания, которое дает силовая схема преобразователя; ТССЗ = ТС / 2m , ТС – период сети ТС = 1/fC; ТССЗ = 3,33мс (трехфазная нулевая схема); ТССЗ = 1,7мс (трехфазная мостовая схема).

Если частота среза контура, в котором работает тиристорный преобразователь значительно меньше критической (w << wКР), то передаточная функция может быть представлена

WТП = kТП.