ШИП (широтно-импульсный преобразователь)

Регулирование выходного напряжения в ШИП осуществляется за счет изменения скважности (относительно продолжительности включенного состояния).

Транзисторы в этих преобразователях работают в ключевом режиме, а тиристоры должны иметь узлы искусственной коммутации.

Нереверсивный ШИП представлен на рисунке 3.17, где VD2 – защищает транзистор от перенапряжения.

Режим непрерывного тока (РНТ) – квазиустановившийся режим приведен на рисунке 3.18, где g – относительная продолжительность включенного состояния.

f₀ = 500Гц –10кГц;

g = 0¸1;

Е_d = 0¸E₀;

.

Структурная схема ШИМ приведена на рисунке 3.19, где приняты обозначения: СУ – система управления ШИП; СЦ – силовая цепь.

Рисунок 3.20

– звено чистого запаздывания.

Разложим в ряд

.

Как правило, для увеличения помехоустойчивости системы, на входе ШИП ставят фильтр (см. рисунок 3.23).

где Т_Ф = (1 ¸ 5)мс, Т_Ф >> t.

.

На объектах с большой инерционностью, инерционностью самого ШИП можно пренебречь

.

Область применения ШИП – быстродействующие системы АЭП.

Управляемые выпрямители

Регулирование выходного напряжения ведомых сетью тиристорных преобразователей осуществляется за счет задержки включения тиристоров относительно точки естественного включения (a – угол управления).

a_MIN £ a £ a_MAX,

где a_MIN = (10¸15)⁰эл, чтобы не перескочить за точку естественной коммутации;

a_MAX = (150¸165)⁰эл, чтобы не было опрокидывания инвертора.

Базовой схемой является мостовая (1кВт¸1МВт), m₂ = 6 (пульсность выходных напряжений гармоник входного тока: 5, 7, 11, 13 и т.д.). Применяется параллельное соединение двух мостов (1МВт¸6.3МВт), m₂ = 12 (пульсность выходных напряжений гармоник входного тока: 1 , 11, 13, 23, 25 и т.д.). Более 6,3МВт применяется схема m₂ = 24 (гармоники входного тока: 1 , 23, 25, 47, 49 и т.д.).

Внешняя характеристика неуправляемого выпрямителя представлена на рисунке 3.24, где принято обозначение – ОХИ – ограничительная характеристика инвертора.

РНТ: ;

ОХИ: ,

где d – угол выключения тиристора, при d = 10 эл. град. – восстановление запирающих свойств выключенного тиристора.

На рисунке 3.25 представлена структурная схема ведомого сетью тиристорного преобразователя, где приняты обозначения: ТП – тиристорный преобразователь; УВ – управляемый выпрямитель; СИФУ – система импульсно-фазового управления; СЧ – силовая часть. В соответствии с рисунком 3.25, регулировочные характеристики ведомых сетью тиристорных преобразователей будут иметь вид, представленный на рисунке 3.26.