Регулирование ЭДС ТП

Регулирование ЭДС ТП осуществляется изменением угла а подачи отпирающих импульсов на управляющие электроды тиристоров. Отсчет угла а производится от точки естественного отпирания, для которой Иа,к=0. Формирование управляющих импульсов и изменение их фазового положения происходят в системах импульсно-фазового управления (СИФУ), включающих в себя фазосдвигающее устройство ФСУ и устройство формирования импульсов УФИ.
Управляемые тиристорные преобразователи (ТП) относятся к статическим полупроводниковым устройствам с силовыми управляемыми вентилями. Неполная управляемость тиристоров проявляется в возможности управления.
На рис. 8.9 приведены графики изменения мгновенных и средних значений выпрямленного напряжения и тока для схемы рис. 8.8,а. Особенностью приводов, выполненных по системе ТП—Д, является неравенство нулю индуктивности в цепи выпрямленного тока, что приводит к затяжке спадания тока в закрываемом и нарастания тока в открываемом тиристорах. Так, если в период времени от t=t2 до t=t3 ток пропускает тиристор VI в фазе а, то за время от tz=t3 до t—t^ ток проводят два тиристора VI и V2, фазы а и b работают параллельно и выпрямленное напряжение на участке перекрытия тиристоров разных фаз (отрезок Ы= =y) будет составлять полу-сумму мгновенных напряжений перекрываемых фаз. В момент времени тиристор VI полностью закрывается, и до /=/5 ток проводит только тиристор V2 в фазе Ь.
В табл. 8.1 приведены значения напряжений и токов для схем рис. 8.8 при а=0.
В табл. 8.1 приняты обозначения: С/2ф — действующее значение вторичного напряжения трансформатора; Udo — среднее значение выпрямленного напряжения; U0бР max — наибольшее значение обратного напряжения на тиристорах; 1а — среднее значение тока через каждый тиристор; h — действующее значение тока во вторичных обмотках трансформатора; kn — коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения.
Для всех схем рис. 8.8 при изменении угла а среднее значение выпрямленного напряжения определяется как
Следует иметь в виду, что в якорную цепь будет включено дополнительно эквивалентное сопротивление трансформатора
Ятр=хтрт/2л,
где ДйрШC/ihom/IOO/ihom&V, m —число фаз трансформатора; &тр, "к%, Uтом, Леом — соответственно его коэффициент трансформации, натяжение короткого замыкания, номинальные напряжение и ток первичной стороны.
Равенство (8.10) является уравнением регулировочной характеристики ТП для идеального случая, когда индуктивность в. цепи выпрямленного тока Ld=00 (рис. 8.10), что обеспечивает непрерывность выпрямленного тока [6]. При ЬаФ фоо при больших значениях а наступает режим прерывистых токов ТП, что искажает регулировочную характеристику.
Коэффициент усиления тиристорного преобразователя-определяется как
kT,u=Ud/U7.     (8.11)
Быстродействие ТП очень высокое, и в практических расчетах его можно считать пропорциональным безынерционным звеном. Однако в расчетах, требующих высокой точности, следует учитывать некоторую инерционность систем управления ТП. Тогда ТП представляют апериодическим звеном с малой постоянной времени 7,Tin^s0,01-j-0,02 с, передаточная функция которого.
Односторонняя проводимость ТП затрудняет осуществлю ние реверса. На практике применяются три способа изменения направления тока (и момента) двигателя:
1)            изменением направления потока двигателя при неизменном направлении тока якоря;
2)            изменением полярности на выводах якоря с помощью переключателя-реверсора;
3)            изменением полярности на выводах якоря с помощью двух комплектов тиристоров ТП.
При реализации первых двух способов двигатель может получить питание от однокомплектного ТП. Однако в этом случае затруднен переход от двигательного режима к тормозному при одном и том же направлении вращения. Наиболее дешевой и простой является первая схема. Ее существенный недостаток заключается в большой продолжительности реверса, около 0,5—2,5 с, что обусловлено прежде
всего относительно большой постоянной времени обмотки возбуждения двигателя. Схема с реверсом в цепи якоря позволяет более быстро осуществить процесс реверса. Однако и в этом случае время реверса, как правило, составляет не менее 0,1 с. Это определяется необходимостью соблюдения определенной последовательности операций в системе управления приводом в процессе реверса, который начинается увеличением угла управления ТП. При увеличении а снижается ЭДС ТП, тогда как угловая скорость двигателя из-за наличия запаса кинетической энергии сразу измениться не может. При этих условиях оказывается Щд>Еа и в силу односторонней проводимости ТП Id-*-0. Когда ток в цепи якоря станет близким к нулю, отключается ранее работавший контактор реверсора, например /Св, после чего путем дальнейшего увеличения угла запаздывания открывания при а>л/2 ТП подготавливается к работе в режиме инвертирования. Начальный угол управления устанавливается таким образом. При этом условии замыкание ранее не работавшего контактора Ли реверсора не приведет к большому броску тока в цепи якоря. Дальнейшее снижение а позволяет осуществить торможение двигателя и последующий его разгон до требуемой скорости в противоположном направлении.
Для приводов, где требуется максимальное быстродействие при реверсе, а также необходимы двигательный и тормозной режимы при одном и том же направлении, применяются схемы с двумя комплектами тиристоров, каждый из которых проводит ток в одном из направлений, благодаря чему создается эффект двусторонней проводимости ТП в целом. Схемы с двумя комплектами тиристоров приведены на рис. 8.8,в, г.
Рассмотренные преобразователи относятся к силовым элементам замкнутых систем приводов. К элементам управления могут относиться как рассмотренные преобразователи, так и специальные устройства, являющиеся датчиками сигналов обратных связей (тахогенераторы, измерительные мосты и т. д.), усилителями сигналов, корректирующими элементами.