Тиристорный преобразователь

Графическая иллюстрация линеаризации функции (4.1) тремя прямыми
uA = ; uВ = ;
uС =
приведена на Рис. 4.9, где U1 = 11В, U2 = 9В, U3= 6,667 В.

uA = ;

uВ = ;







uС =








Рис. 4.9












Результирующая функция, аппроксимирующая зависимость (4.1) может быть получена путем операций выбора максимального и минимального значений (ломаная пунктирная линия):
u0= min(uС, max(uA, uВ))= – max(–uС, min (–uA, –uВ)).






Рис. 4.10


















Пример технической реализации блока линеаризации приведен на Рис. 4.11. В проекте необходимо рациональным образом выбрать значения напряжений U1, U2, U3. в соответствии с формулами, приведенными на полях 4.11, выбрать значения сопротивлений.




R1= R3 = 1кОм; R2 = R1*(U1+U2)/Uб = 1000*(11+9)/10 = 2000 Ом;
R4 = R3*U3/U6 = 1000*6,667/10 ≈6800 Ом

Система управления реверсивного тиристорного преобразователя
Для преобразователей с согласованным управлением напряжения управления СИФУ1 и СИФУ2 u01 и u02 должны быть связаны с напряжением управления реверсивного преобразователя u0 соотношениями:
u01= u0; u02= –u0.







Статические и динамические характеристики тиристорных преобразователей
Структурная схема реверсивного тиристорного преобразователя приведена на Рис. 5.1.

Требуется построить:
статические передаточные функции:
u01(u0); u02(u0); (1(u01); (2(u02); Ed1((1); Ed2((2); Ed1(u0); Ed2(u0);
переходную функцию преобразователя Ed1(t);
нагрузочные характеристики преобразователей UZ1 и UZ2 Ud(Id);
временные диаграммы выпрямленных токов и напряжений.
Передаточная функция системы управления реверсивного тиристорного преобразователя u01(u0) и u02(u0)
Mаксимальный угол коммутации




Интервал изменения напряжений управления углов управления СИФУ1 и СИФУ2 (([(min; ( max] при совместным согласованным управлении, где



Интервал изменения напряжений управления СИФУ1 и СИФУ2
при линейном опорном напряжении u01, u02([- u0min, u0min],где



Формулы для построения функций u01(u0) и u02(u0):

u01(u0) = if(u0> u0max+u(, u0max, if(u0 < u0min+u(, u0min, u0– u());

u02(u0) = if(u0<–u0max–u(, u0max, if(u0 > –u0min–u(, u0min, –u0– u()).

где u0([–15, 15] Вольт, при согласованном управлении Uσ = 0.

Зависимости u01(u0) и u02(u0) строятся на одном рисунке.





















Передаточная функция СИФУ тиристорного преобразователя (регулировочная характеристика СИФУ)
Передаточные функции СИФУ тиристорных преобразователей (1(u01); (2(u02) совпадают. Поэтому строится одна зависимость
при линейном опорном напряжении;
где u0([- u0min, u0min].














Статическая передаточная функция силовой части тиристорного преобразователя (регулировочная характеристика силовой части) Ed1((1); Ed2((2)
Передаточная функция СИФУ тиристорного преобразователя Ed1((1); Ed2((2) совпадают. Поэтому строится одна зависимость
Ed(()=Ed0(cos((), где (([(min; ( max].





















Статическая передаточная функция тиристорного преобразователя (регулировочная характеристика тиристорного преобразователя) Ed1(u0); Ed2(u0)
Статическая передаточная функция преобразователей (регулировочная характеристика)- статическая зависимость среднего значения выпрямленной э.д.с. от напряжения управления u0:
Ed1(u0)=Ed0(cos(((u01(u0)); Ed2(u0)= –Ed0(cos(((u02(u0))), где u0([–Uб– u(, Uб + u(].
Зависимости Ed1(u0); Ed2(u0) строятся на одном рисунке.
















Переходная характеристика тиристорного преобразователя
Тиристорный преобразователь, работающий в режиме непрерывного тока, может быть представлен апериодическим звеном первого порядка. Статический коэффициент передачи звена k=Ed0/Uб, постоянная времени T(2((/(((m)=2*π/(2*π*f*m)=
=1/(50*3)=0,00667c (T ( постоянная времени высокочастотного фильтра).
В пояснительной записке необходимо привести графики переходных функций тиристорного преобразователя. Переходная функция преобразователя является реакцией преобразователя на управляющий сигнал u0= u0(n)(1(t) и строится по формуле
, где n =1,2,3,4; t([0; 5(T].























Нагрузочные характеристики тиристорных преобразователей
Нагрузочные характеристики тиристорного преобразователя строятся для четырех значений напряжения управления u0(n), n =1,2,3,4, определенных в задании на курсовое проектирование (Таблица 7.7).
Нагрузочные характеристики строятся по формуле
Ud(Id, u0(n)) =if(Id > 0, Ed1(u0(n)), –Ed2(u0(n)))– n0((U – Rd(Id. (5.1)

Согласно формуле (5.1) строится четыре характеристики при u0(n), n =1,2,3,4.
































На нагрузочной характеристике строятся границы предельно допустимых изменений напряжений и токов.
Ограничительные характеристики тока: Id = (Idном(.
Ограничительные характеристики для напряжений строятся в соответствии с соотношением
Ud(Id) = ((Ed0 – Rd((Id(),
где Id = ([–Idном, Idном] - для реверсивных преобразователей и Id = ([0, Idном] – для нереверсивных преобразователей.
Временные диаграммы токов и напряжений
В проекте должно быть представлено три рисунка с временными диаграммами. На каждом рисунке должны быть с временные диаграммы выпрямленного напряжения ud(t) и выпрямленного тока id(t), построенные одна под другой в одном масштабе времени при управляющем воздействии u0(2) (Таблица 7.7). Для построения временных диаграмм используются углы управления преобразователей (1(2)= ((u01(u0(2))) и (2(2) ((u02(u0(2))), найденные по регулировочной характеристике систему управления.
На первом рисунке должны быть изображены временные диаграммы выпрямленного напряжения ud(t) и выпрямленного тока id(t) при положительном номинальном токе Id =Idном (ток проводит первый тиристорный преобразователь, следовательно, в формулы подставляется значение угла управления (=(1(2)).
На втором рисунке должны быть изображены временные диаграммы выпрямленного напряжения ud(t) и выпрямленного тока id(t) при отрицательном номинальном токе Id =–Idном (ток проводит второй тиристорный преобразователь, следовательно, в формулы подставляется значение угла управления (=(2(2)).
На третьем рисунке должны быть изображены временные диаграммы выпрямленного напряжения ud(t) и выпрямленного тока id(t) при гранично-непрерывном токе
Ig=Ig0·sin((1(2)).
Временные диаграммы при угле управления (<((–()/2 для всех тиристорных преобразователей
Временные диаграммы выпрямленного напряжения ud(t) при номинальном токе строятся по формуле
ud(Id,(,t)= if((((,t)<((Id,(), [e(1,(,t,)+ e(0,(,t)]/2, e(1,(,t,)),
где ;; ;
t([0, 2((]; {Id =Idном, (=(1(2)}; {Id =–Idном, (=(2(2)}; {Id =0, (=(1(2)}.
Временные диаграммы выпрямленного тока строятся по формуле
,
где t([0, 2((]; {Id =Idном, (=(1(2)}; {Id =–Idном, (=(2(2)}; {Id =Ig, (=(1(2)}.

















































Временные диаграммы при угле управления ( >((–()/2 для реверсивных тиристорных преобразователей с согласованным совместным управлением
Временные диаграммы выпрямленного напряжения ud(t) при номинальном токе строятся по формуле
ud(Id,(,t)= if(((t)<((Id), [e(1,(,t,)+ e(0,(,t)]/2,if([((t)–s(()](sign((/2–(), 0, e(1,(,t,))),
где; s(()=((frac; t([0, 2((];{Id =Idном, (=(1(2)}; {Id =–Idном, (=(2(2)}.
Временные диаграммы выпрямленного тока id(t) строятся по формуле
if((((,t)< s((), i1(Id,(,t), i2(Id,(,t)),
где s(()=((frac; i1(Id,(,t)= ;

i1(Id,(,t)= ; t([0, 2((]; {Id =Idном, (=(1(2)}; {Id =–Idном, (=(2(2)}.



















Приложение:






















40

































































































































ФСУ 6

ФСУ 5

ФСУ 4

ФСУ 3

ФСУ2

A,B,C

u0i

Канал формирования управляющего воздействия



















































































R1/4

R1/4

uC

uB

uA

Uб

uyi

uогр

u0i

uл

uф

uогр

uогр

uл






uф

u0max

u0min

u0i

uyi

Рис. 4.7. Структурная схема канала формирования управляющего воздействия

Блок номализации




Блок ограничения

Блок линеаризации

uy

Рис. 5.1. Структурная схема реверсивного тиристорного преобразователя

–Ed2

Ed1


(2

(1

u02

u01


Силовая часть UZ2

Силовая часть UZ1

СИФУ2

Система управления реверсивного ТП

u0

СИФУ1



u0i

канала формирования управляющего воздействия

(

(

iУm

iУ2

iУ1

uy

(

ucm

uc2

iУ


iym

iy2

(

ФСУm

ФСУ2

iy1

uc1

Рис. 4.1. Структура системы импульсно-фазового управления

Распределитель импульсов

iy

u4

u2

ФСУ1

u3

uc

uS

Рис. 4.2. Структура фазового смещения импульсов устройства (ФСУ)

УИ

ФИ

ЭС

ФОН





ДСН








–Uп

+Uп

uyi

R1

R1

–Uп

–U1

R1

R2

R2

R3

R4

Рис. 4.11. Пример технической реализации блока линеаризации

u0i

+Uп

U1

R2

R1

R2


















































































C2

















































С

Блок нормализации сигнала управления

R1

R1

Блок ограничения сигнала управления

Фильтр

R

R

R

R

+Uп

uyi

Uб

Рис. 4.8. Пример технической реализации канала формирования управляющих импульсов: блока нормализации, блока ограничения и фильтра

R

R

u0i

–Uп

+Uп

R

uyi

+Uп, или z1, z2

VC

VA

VB

D1

VС

VA

uAB

uCB

uCA

uBA

















C

uBC

V3

V2






























u5,6

u5,5

ФСУ1

u5,k

VB

uAC

u5,4

u5,3

u5,2

u3

–Uп

D1

C1

Рис. 4.6. Схема СИФУ трехфазного мостового преобразователя






Устройство распределения импульсов по тиристорам


R1

Рис. 4.5. Схема усилителя-формирователя импульсов

u4

iy

R1

V1

Рис. 4.4. Элемент сравнения

u3

u2

R1

R2

Рис. 4.3. Формирователь опорного напряжения (ФОН)

u2


R2









uS


R1

R1










uyi