Файл: Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 1
состоянием триггера 5. Допустим для определенности, что срабаты вает усилитель /' и подается сигнал управления на тиристор 1 (мо мент времени Л). В результате коммутации тиристор 2 закрывается и ток i начинает спадать, протекая через тиристор 4 и диод 8. Сра батывание усилителя /' фиксируется в ЗЭ 9. Как только ток i станет
меньше |
значения /макс, усилитель /' закроется и сигнал |
управления |
|||||
с тиристора / будет снят. |
|
|
|
|
|||
При |
достижении |
током i |
значения (мин |
(|у=(у . манс) |
в момент |
||
времени |
/ 2 |
сработает |
один из |
усилителен 2' или 4' в зависимости от |
|||
состояния |
триггера |
6. Если, |
например, сработает усилитель 2', |
то |
|||
в запоминающий элемент// будет произведена |
запись этого срабаты |
||||||
вания и одновременно произойдет опрос ЗЭ 9 |
и 10. Так как в ЗЭ |
9 |
Потребление
Рис. 2-27. График изменения тока нагрузки ПТ с люф том и с программным управлением.
записано срабатывание усилителя /', то при опросе сигнал управле ния с обмотки 17 закроет транзистор Тп и тем самым изменит со стояние триггера 5. Теперь у усилителя 3' будет низкий порог сраба тывания /у.мппс/2, а у усилителя /' — высокий порог ('у.мпкс/2.
При срабатывании усилителя 2' (момент времени I--) открывает ся тиристор 2 и ток (' начинает нарастать, протекая по тиристорам 2 и 4. При (>(мц|1, (у<(у.мщ<с сигнал управления с тиристора 2 сни
мается. Когда ток i достигает значения ^макс, т. е. (у — /у.макс, сра батывает усилитель 3', у которого низкий л о рог срабатывания, и включает тиристор 3. В результате тиристор 4 закрывается и ток i начинает спадать, протекая по диоду 8' и тиристору 2.
При срабатывании усилителя 3' произошло запоминание его сра батывания в ЗЭ 10 и одновременно были опрошены ЗЭ 11 и 12. Так
как ЗЭ 11 |
запомнил срабатывание усилителя 2' |
в момент времени t2, |
то теперь |
яри опросе в момент времени t3 |
сигнал управления |
с обмотки 19 изменит состояние триггера 6. В результате этого низ кий порог срабатывания ty.макс/2 будет у усилителя 4'. Поэтому, когда ток i спадает до значения ['мин, а ток i y достигнет значения (у.макс, сработает усилитель 4', откроется тиристор 4 и ток i начнет нарастать.
В момент времени li, происходит запоминание срабатывания уси лителя 4' в ЗЭ 12 и одновременно изменяется состояние триггера 5
122
сигналом управления с обмотки 18. В результате этого низкий порог" срабатывания г'у.макс/2 будет снова у усилителя У. В момент време
ни ' 5 (( = ('макс, |
h——(у.маис) |
сработает усилитель У и изменит поро |
ги срабатывания |
у усилителей 2' и 4' (у усилителя 2' будет низкий |
|
порог срабатывания - 'у.макс/2). |
При этом произойдет запоминание сра |
батывания этого усилителя в 33 9. Далее схема формирования будет
работать согласно рассмотренному |
выше. На рпс. 2-27 |
(по осп абс |
|||
цисс сверху) проставлены номера |
тиристоров, |
которые |
срабатывали |
||
в моменты времени ta—/г.- |
|
|
переход от названной |
||
Посмотрим, каким образом осуществляется |
|||||
программы к программе П2 (У, 4,3,2, |
1 . . . ) . Для этого допустим, |
||||
что после момента времени (5, когда |
ток i начал спадать, |
напряже |
|||
ние их изменило знак, т. е. нагрузка |
перестала |
потреблять |
энергию |
и стала отдавать ее в источник питания. После момента времени ta включенным оставался тиристор 4, поэтому при изменении знака И\ ток i начнет возрастать, протекая но тиристору 4 и диоду 8. При ( = (макс усилитель У снова сработает (он срабатывал в момент вре мени / 5 ) , снова откроет тиристор У, однако это не вызовет никаких изменений в контуре протекания тока i и он будет продолжать воз растать. При /=£'маис, 1у=—/'у.макс в момент времени / 6 сработает усилитель 3' (он имел высокий порог срабатывания) и откроет тири стор 3. В результате этого тиристор 4 закроется и ток (" начнет спа дать.
Так как подряд сработали усилители У и 3', то запись этих сра
батываний была произведена в ЗЭ 9 и 10. Срабатывания |
усилителей |
|
У и 3' после момента времени /5 не привели к изменениям |
состояния |
|
триггера 6, так как он изменил |
свое состояние в момент времени /5. |
|
Когда ток i спадет до значения |
(щпп, сработает усилитель 2', имею |
|
щий низкий порог срабатывания |
в '.момент времени /5 . Откроется ти |
ристор 2, и ток i начнет нарастать, протекая через тиристор 2 и диод
8'. При |
срабатывании |
усилителя 2' произойдет запоминание этого |
|||||
срабатывания в ЗЭ 11, а также |
|
||||||
будут |
опрошены |
ЗЭ |
9 |
и 10. |
А |
||
Так как оба ЗЭ 9 п 10 зафи |
|||||||
ксировали |
срабатывание |
своих |
|||||
усилителей |
в интервале |
време |
|||||
ни /5—h, то в общих |
обмотках |
||||||
управления 17 и 18 сигналы |
|
||||||
управления |
не |
возникнут и |
|
||||
триггер 5 не изменит своего со |
|
||||||
стояния. При этом низкий по |
|
||||||
рог |
срабатывания |
остается |
|
||||
у усилителя У, как п в момент |
|
||||||
времени |
/5- Это |
значит, что |
|
вмомент времени ts при i—
= г'макс сработает усилитель У и откроет тиристор У. Тиристор 2 закроется, и ток i начнет опадать.
В момент времени 1& про
исходит запоминание срабаты вания усилителя У и опрос ЗЭ УУ и У2, в результате чего изменяются пороги ррабатывания усилнтелей 2' и 4'. Порог ора-
р и с . |
2-28. |
Осциллограммы |
тока |
|
в |
нагрузке ПТ. |
|
||
а |
_ с |
л ю ф т о |
м . б _ с л ю ф т о м и |
про- |
|
граммным |
управлением. |
|
123
батывання |
|уснлитед.я |
41 становится низким, поэтому |
при ( = |
I M I H I |
(•в момент |
времени ts) |
открывается тиристор 4 и ток I |
начинает |
на |
растать, протекая через тиристор 4 и диод 5. Далее ара'бзтает тири стор 3 и ток i начнет спадать, затем сра'ботает тиристор 2 и ток i начнет нарастать.
Таким образом, в интервале времени /0 —/ц СФ выдает сигналы управления в соответствии с программой П2 (/, 4, 3, 2, 1 ...). Рас суждая аналогично, можно показать, что если в интервале времени 'и—1\г изменить знак напряжения U\ (сделать это напряжение по
ложительным), |
то |
в момент времени ti2 |
сработает |
усилитель 4' |
|||
(ток i достигнет |
значения г'мпн), открытыми |
будут тиристоры 2 и 4 |
|||||
и ток I начнет нарастать. Далее СФ работает в соответствии с про |
|||||||
граммой Ш (/, |
2, |
3, 4, 1 |
...). |
|
|
|
|
На рис. 2-28 |
показаны |
осциллограммы |
токов |
на |
выходах |
двух |
|
ПТ: ПТ с люфтом |
и ПТ с люфтом и программным |
управлением. |
Оба |
ПТ были спроектированы на мощность 10 кет па базе переключателя
тока |
рис. 2-21. Схемы формирования для этих ПТ были построены |
|
согласно схемам рис. 2-25 |
и 2-26, а измеритель тока — согласно схеме |
|
рис. |
2-18. На входы обоих |
ПТ подавались входные сигналы с часто |
той 20 гц и амплитудой, |
необходимой для задания па выходе ПТ |
|
тока |
с амплитудой 50 а. |
Величина Д/ была принята равной 5 а, |
Д/' — 8 а. Осциллограммы получены при работе ПТ только на СД. Для спроектированных ПТ были измерены частоты переключений и собственные потери ПТ при работе па СД и при постоянном токе нагрузки, равном 10 а. Потери н частота преобразователя тока с про граммным управлением составили 70 вт и 25 гц и оказались соответ ственно меньше в 7 и 20 раз потерь и частоты ПТ с люфтом.
2-11. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА НА ОСНОВЕ УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ П Р Е О Б Р А З О В А Н И Е М
Преобразователь тока на основе усилителя 'напряже ния с непосредственным преобразованием представляет большой интерес, так как его усилитель напряжения питается непосредственно от трехфазной промышленной сети. В настоящее время известно много схем усилителей напряжения с непосредственным преобразованием, в частности на тиристорах [Л. 20, 33]. Общим для боль шинства схем является использование регулируемого трехфазного мостового выпрямителя в качестве основно го преобразующего узла.
Нарис. 2-29 дана одна из возможных схем усилителя с непосредственным преобразованием на тиристорах, которая предназначена для использования в однофазном преобразователе тока. Измеритель тока на рис. 2-29 не показан. Как уже говорилось в § 2-1, на выходе усили теля с непосредственным преобразованием имеется ши- ротно-модулиров.аиное напряжение, представляющее собой части синусоид напряжения питания. Ток в на-
124
грузке i содержит |
при этом основную составляющую /0 |
и пульсирующую |
Ai (как и в расмотренных выше ПТ). |
Для' создания в нагрузке тока двух направлений исполь зуют два трехфазных мостовых выпрямителя 1 и 2 на тиристорах, включенных по встречно-параллельной схеме.
Для исключения уравнительных токов в цепях выпря мителей используются вспомогательные тиристоры 7\—TiL. Когда в нагрузке протекает ток / > 0 (на рис. 2-29 на-
Рис. 2-29. Силовой усилитель напряжения с непосредственным пре образованием на тиристорах.
правление тока указано стрелкой), то открыты тиристо
ры Тг |
и Tit. При |
<'<0 |
открыты тиристоры 7\ и Т3. |
При |
|||||||||
переходе i > 0 |
к току |
i < 0 |
сигналы управления |
на |
вклю |
||||||||
чение |
тиристоров |
ft, |
|
Т3 |
поступят |
только |
тогда, |
когда |
|||||
ток i |
в тиристорах |
Т2 |
и |
T,t прекратится, |
и они |
будут |
|||||||
закрыты. При переходе от тока |
/ < 0 |
к току |
i > 0 |
тири |
|||||||||
сторы |
Т2, |
Г/, включаются |
только |
после |
закрывания тири |
||||||||
сторов |
Ти |
Тз. |
Ti—Ti, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тиристоры |
попользуются |
в |
схеме |
рис. |
2-29 |
также в качестве индикаторов тока в цепях трехфазных выпрямителей. Для этого параллельно тиристорам Ти Т3 подключены через разделительные диоды 3, 4 вторичные обмотки трансформатора управления 5. Параллельно ти ристорам T2, Ti, через разделительные диоды 6, 7 под ключены вторичные обмотки трансформатора управле ния 8. На первичные обмотки трансформаторов 5 и 8 через резисторы 9 и 10 поступают соответственно лере-
125
меиные напряжения и0 и и'0 высокой частоты. Эти на пряжения получаются со схемы формирования ПТ .по результатам сравнения сигналов «их и «о.с (рис. 2-1). При этом напряжение и0 предназначается для включе
ния |
тиристоров |
Т% и Тк, а напряжение и'0 — для |
включе |
ния |
тиристоров |
Ту и Т3, для чего трансформаторы |
5 и 8 |
имеют вторичные обмотки, включенные в цепи управле ния тиристоров Tz, и Ту, Т3 соответственно. Необхо димо отметить, что схемы включения обмоток трансфор
маторов 5 и 8, показанные |
на рис. 2-29, являются упро |
|||||
щенными и приведены с |
целью |
пояснения |
принципа |
|||
работы ПС со |
вспомогательными |
тиристорами |
Ту—7Y |
|||
Например, при открытых тиристорах Tz и TV, (i>0)—* |
||||||
схема формирования ПТ выдала напряжение |
и'0, |
кото |
||||
рое должно открыть тиристоры Ту и Т3. Пока |
будут |
от |
||||
крыты тиристоры Tz и Ti„ включения тиристоров |
Ту и 7"з |
|||||
не произойдет, |
так как та |
полуволна напряжения |
и'0, |
которая используется для открывания тиристоров Ту и Тз, будет приложена к резистору 10. При этом вторичные обмотки трансформатора 8 для этой полуволны напря жения и'о являются закороченными через открытые ти
ристоры Тг и 7Л. Только после закрывания |
тиристоров |
|||
Тг |
и Tt, требуемая полуволна |
напряжения |
и'0 |
появится |
на вторичных обмотках трансформатора 8 |
н тиристоры |
|||
Ту |
и Т3 будут открыты. Таким образом, использование |
|||
вспомогательных тиристоров |
Ту—7/, позволяет |
сделать |
работу усилителя высокопадежной и исключить потери мощности от уравнительных токов.
Задача управления тиристорами усилителя с непо средственным преобразованием является более сложной, чем задача управления тиристорами рассмотренных вы ше усилителей с принудительной коммутацией. Дело втом, что в усилителях с принудительной коммутацией попользуются так называемые полностью управляемые ключи: момент включения и выключения ключей (тири сторов, транзисторов) определяется только результатами сравнения мгновенного значения тока натрузки и требу емого значения тока. В этих условиях удается построить преобразователь тока, в котором усилитель напряжения находится в режиме непрерывного переключения. Этот
режим является |
естественным |
для |
усилителя, |
причем |
|
при заданной величине допустимого |
отклонения |
тока Л/ |
|||
число переключений |
усилителя |
оказывается минимально |
|||
возможным (§ 2-2 |
и |
2-3). |
|
|
|
126