Файл: Автоматическое управление газотурбинными установками..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 131
Скачиваний: 2
щий сигнал, тиристор яв ляется ключевым полупро водниковым прибором. Он запоминает кратковремеииое входное воздействие, перево дящее его в открытое (про водящее) состояние * (рис. III.24).
Из характеристики . вид но, что в зависимости от величины тока управления переход тиристора в прово дящее состояние происходит при разных напряжениях на его аноде. В проводящем состоянии тиристор может находиться сколь угодно дол го, и только при уменьшении тока через него до тока вы ключения (или при измене нии знака приложенного на пряжения) тиристор может быть возвращен в закрытое состояние.
Указанные отличия ра боты тиристора придают не которые особенности схемам связи логических элементов с тиристорами по сравнению со схемами, имеющими тран зисторные выходные устрой ства.
1. Нет необходимости в постоянном сигнале управле ния, наоборот, управляющие
* Отшірашіе тиристоров воз можно и другими путями. 1. При увеличении положительной раз ности потенциалов, приложенной
к его силовым выводам (аноду и катоду), выше напряжения пе
реключения С/пер. Однако такой метод допустим не для каждого
типа тиристоров. 2. При скорости иарастапия прямого напряже ния, превышающей допустимую
[(d U / d t ) > (d U / d t ) AOn], происхо
дит неконтролируемое переклю чение управляемых вентилей.
«О
<5Э
Л
V
§-
f\
5?
і Рис. III.24. Вольт-амперная характеристика тиристора. а — параметры , характеризую щ ие тиристор; 6 — влияние тока управления на напряж ение переклю чения. Ток; / вКл — вклю чения, ^вьпсл — выклю чения (удерж ания), / уТ — утечки (среднее значение), Іу — управления, / спр — управления спрямления, при котором отпирание тиристора происходит практически по характеристике диода; і а — мгновенное анодное значение тока» проходящего через вентиль; напряж ение: £7рв — переклю чения, (73ap — загиба обратной ветви вольт-ампериой характеристики.
11»
сигналы лучше подавать на тиристор в виде кратковременных
импульсов. В этом случае импульсы |
могут |
быть более мощными, |
||
надежно отпирающими тиристор. Но |
эти |
импульсы |
не должны |
|
превышать допустимых |
значений |
тока |
/ у доп, |
напряжения |
Uу доп и мощности Ру доп |
рассеивания управляющего перехода, |
|||
чтобы не привести к перегреву структуры и выходу вентиля из строя.
2. Для повышения мощности, подводимой к приводу исполни тельного устройства, работающего на переменном токе, импульсы управления нужно подавать в момент изменения направления тока *.
|
|
3. Схемы управления вентилями должны |
|||
|
|
обеспечивать гальваническое разделение си |
|||
|
|
ловых цепей тиристоров и низковольтных |
|||
|
|
цепей логической схемы, чтобы избежать |
|||
|
|
повреждения последних при неисправностях |
|||
|
|
в первых. |
|
|
|
|
|
4. Схемы должны обеспечивать запирание |
|||
|
|
тиристоров после отработки поступившей на |
|||
|
|
устройство команды. |
важио |
||
|
|
Последнее |
требование особенно |
||
|
|
при работе иа постоянном напряжении, ког |
|||
|
|
да, в отличие от работы на переменном напря |
|||
|
|
жении, не происходит автоматического вы |
|||
|
|
ключения управляемого вентиля при |
смене |
||
|
|
полярности |
питания силовой цепи. В таких |
||
Рпс. III.25. |
Схема за- |
случаях обычно устанавливается дополни |
|||
тельный тиристор гашения Тг (рис. III.25). |
|||||
шіранпя тиристора с ис |
Подача сигнала управления на его открытие |
||||
пользованием |
конденса |
приводит к переводу основного рабочего |
|||
тора. |
|||||
|
|
тиристора |
Т |
в непроводящее состояние |
|
с помощью заряда, накопленного на конденсаторе, пока был открыт тиристор Т . Их цепи управления СУ принципиально ничем не отли чаются от цепей управления тиристорами, работающими иа пере менном токе, и, конечно, должны обеспечивать выполнение первых трех требований.
Имеется довольно большое число типов отечественных управляе мых вентилей, средние значения токов которых лежат в пределах от 75 ма до 320 а, рабочие напряжения — от 50 до 1000 в. Следует иметь в виду, что тиристоры классифицируются по параметрам сило вой цепи (Z7ном, 7ІІ0М, А £7КЛ, гвыкл и т. д.) и входные вольт-амперные характеристики вентилей даже одного типа могут значительно отличаться друг от друга. Поэтому они задаются зоной, ограничен ной верхней и нижней вольт-амперными характеристиками цепи управления, присущими данному типу вентилей (рис. III.26, ли нии 1 и 2). На этих же графиках наносятся границы допустимых значений тока І у Доп, напряжения Uy доп и мощности потерь Ру доп
* При реактивной нагрузке этот момент не совпадает с началом положи тельного полуперпода напряжения.
120
в цепи управления, а также тока и напряжения (линии 3 и 4), при которых вентили еще надежно открываются при самой низкой рабо чей температуре.
Зона, образованная указанными линиями, является зоной на дежного, или гарантированного, включения вентилей. Поэтому амплитуда напряжения Ur и внутреннее сопротивление і?г выход ного каскада схемы управления должны выбираться в соответствии
с данной диаграммой. Для |
этого линия нагрузки |
при Ur = Urmin |
и R r — 7?rmax ие должна |
проходить ниже точки |
пересечения гра |
ничных значений тока (линия 3) и напряжения управления (линия 4) при самой низкой заданной рабочей температуре, а при Ur = Urmax
Рис. III.26. Диаграмма управления тиристором.
и R r = i?rmin линия нагрузки не должна пересекать линий допу стимых значений напряжения, тока и мощности потерь в цепи упра вления. Величина тока, полученная из диаграммы управления, соответствует импульсу управления, действующему в течение всего времени, пока вентиль находится в проводящем состоянии. Однако длительность этого импульса может быть значительно снижена. Это возможно благодаря тому, что при снятии импульса управления тиристор остается в проводящем состоянии, если к 'моменту оконча ния действия импульса ток в силовой цепи успел вырасти до значе ния, превышающего ток удержания. С уменьшением длительности импульса управления граничное значение тока, полученное из диаграммы управления, может быть увеличено в соответствии с рис. III.27.
Для предотвращения ложного включения вентилей по цепи упра вления величина остаточного напряжения, а также величина помех не должны превышать допустимых минимальных значений напряже ния, указанных в справочниках для рабочих температур исполь зуемых вентилей. Кроме того, не следует превышать допустимого
121
значения отрицательного напряжения, приложенного к управля ющему переходу вентиля, так как это приводит к снижению напря жений переключения и загиба и к росту тока утечки и обратного тока.
|
Рассмотрим схемы тиристорных вы |
|||
|
ходных усилителей, которые применя |
|||
|
ются в схемах управления газотур |
|||
|
бинными установками. |
|
|
|
|
Схема.-на рис. III.28 предназначена |
|||
|
для управления соленоидами кранов. |
|||
|
Она работает |
следующим |
образом. |
|
|
Если нет сигналов иа перестановку |
|||
|
крана, то импульсы управления от |
|||
|
элемента «или — не» подаются на сред |
|||
|
ний тиристор Т2, который открыт, по |
|||
|
балластному резистору |
R 6 протекает |
||
Рис. III.27. Зависимость допу |
ток, а оба конденсатора |
заряжены до |
||
напряжения питания схемы (знаки без |
||||
стимого тока управления от |
кружков). |
|
|
|
длительности импульса. |
При подаче |
сигнала |
на |
открытие |
|
(закрытие) крана этот |
сигнал через |
||
повторитель поступает на вход схемы управления (СУ) тем тиристором, нагрузкой которого служат соленоиды открытия СО (закрытия СЗ) и мультипликатора СМ крана, и на инвертор, стоящий
в цепи СУ балластного тиристора. Импульсы управления начи нают поступать на тиристор соответствующего соленоида, тогда как их поступление на средний тиристор прекращается. При этом ти ристор Т1 (или ТЗ) открывается, а Т2 закрывается, так как из-за
122
наличия напряжения на конденсаторе потенциал на аноде балласт ного тиристора Т2 мгновенно становится ниже потенциала катода. Если постоянная времени R 6C достаточно большая, то на Т2 сохра няется обратное напряжение до тех пор, пока он не восстановит свою способность запирать прямое напряжение. После перестановки крана сигнал, поступавший на вход СУ. тиристора открытия (закры тия), исчезнет, а появится на выходе инвертора и, следовательно, в цепи управления балластным тиристором. Последний откроется, а тиристор Т1 (ТЗ) закроется за счет энергии, запасенной конденса тором CI (С2) за время открытия тиристора Т1 (ТЗ).
Непременным условием надежной работы этой схемы является полный перезаряд конденсаторов за время между поступлением противоположных команд (открыть—закрыть) или между посту плением команды и ее выполнением. Если в схемах на магнитно диодных элементах «Логика М» это время всегда фиксировано и не может быть меньше длительности одного периода напряжения пита ния, то в транзисторных схемах это условие может быть легко на рушено, что, естественно, привело бы к сбою в работе схемы. По этому для предотвращения подобного явления в транзисторную схему вводится дополнительный генератор тактовых сигналов, обеспечи вающий поступление импульсов управления на тиристоры только через вполне определенные промежутки времени. Длительность про межутков должна быть достаточной, чтобы в течение их переходные процессы, связанные с перезарядкой конденсаторов, закончились, т. е. должны соблюдаться условия
3R6C ^ T , 3
где L — индуктивность, г — активное сопротивление соленоида электропневмоклапана; С — емкость конденсатора; Т — период сле дования импульсов управления.
Чтобы переходный процесс не носил колебательного характера, необходимо выполнить неравенство
Свойство тиристора запоминать кратковременный сигналупра вления используется в схеме (рис. III.29, а), предназначенной для обеспечения аварийной световой сигнализации. Питание такой схемы осуществляется от источника постоянного напряжения. Нагрузкой тиристора является лампа накаливания. Разблокировка такой па мяти, или гашение лампы, производится путем снятия на некоторое время напряжения питания со всей схемы аварийной сигнализации
с помощью |
ключа разблокировки Ел Р. Подобная же схема |
фис. III.29, |
б) может быть использована и для предупредительной |
сигнализации. Однако в этом случае лампа должна гореть, только
то время, пока значение |
контролируемого параметра находится |
за нормально допустимым |
пределом и сразу же гаснуть, если оно |
|
m |