Защита от коммуникационных перенапряжений

 

Включают R-C цепи параллельно силовым вентилям (рис. 153б) VS.

 

Рис. 153б. Защита вентиля R-C целью

Ø Со стороны питающей сети:

 

· Конденсаторами со стороны ~I (рис. 154)

 

· Разрядниками, симметричными ограничителями напряжения (рис.155)

 

Рис. 154. Защита R-C цепями. Рис. 155. Защита п/п ограничителями.

 

Ø Со стороны нагрузки:

Рис.156. Защита R-C цепями. Рис. 157. Защита «0» диодом. Рис. 158.Защита «0» тиристорами.

· R-C цепью (рис 156);

C – закорачивает пики напряжения через себя

R – ограничивает ток через конденсатор

· VD0 – нулевой диод (рис. 157) в нереверсивных преобразователях;

· Нулевые тиристоры - VS0 (рис. 158)


Лекция № 32

СИФУ тиристорных преобразователей

 

СИФУ построены на принципе импульсно-фазового управления, заключающегося в изменении момента включения тиристора относительно точки естественного зажигания (в многофазных схемах – это точка пересечения фазных ЭДС). Состав основных блоков представлен на рис.159.

 

Рис. 159. Блок-схема СИФУ.

 

Функциональное назначение блоков:

 

Вх. Устр-во (синхр.) – синхронизирует работу канала СИФУ с фазой анодного напряжения (Ua) (рис. 160) тиристора на участке времени, где VS может включиться.

ФСУ – позволяет смещать момент включения тиристора относительно точки естественного зажигания (А, А’) (рис. 160) посредством изменения UУ СИФУ.

 
 

ВК – формирует форму, амплитуду, длительность импульса, необходимого для включения VS.

Рис. 160. Временные диаграммы напряжений.

Требования к СИФУ

 

Определяются:

Ø типом вентиля (VS, VT);

Ø режимом работы преобразователя (“В” или “И”);

Ø характером нагрузки (Rн, Lн, Eо).

Ø К амплитуде управляющего импульса.

Uи – 20В, Iи – 2А – VS; Uи – 0,5В, Iи – 0,1¼2А – VТ.

Ø К крутизне переднего фронта (не менее 10 В/мкс – VS).

Ø К ширине диапазона изменения угла регулирования (зависит от типа преобразователя, режима работы, характера нагрузки). Так для трёхфазной мостовой схемы a составляет: Rн : 0<a<120°; Lн : 0<a<90°; в инверторном режиме: amin < a < 170°.

В реверсивных преобразователях:

Ø Ограничение bmin (или amax): amin.

Ø Установка 0 < aо < 120°.

· К симметрии управляющих импульсов по фазам (чем больше асимметрия импульсов, тем больше: поток вынужденного намагничивания, неравномерность загрузки вентилей, искажение формы тока). Допустимый разброс: (1,5 ¸ 2,5)° эл.

· К длительности импульса управления, tи > tвкл тиристора, при tи < y с Eo VS не включается, tи - 60° - в мостовых трёхфазных схемах или два спаренных импульса через 60° эл.

· Быстродействие – допустимое время запаздывания импульса СИФУ разное в зависимости от числа фаз преобразователя и fпит.

Так для fпит = 50 Гц трехфазная схема допускает tзап < 3,3 мс,

однофазная tзап < 20 мс.

Если fпит = 400 Гц, то трехфазная tзап < 420 мкс, однофазная tзап < 2,5 мс.

· Синхронизация a = 0 с анодным напряжением тиристора (Uа).

· Ограничение изменения , т.к. переход из “И”® “В” осуществляется быстрее, чем из “В” ® “И”.

 

Классификация электронных СИФУ

 

Ø По количеству каналов формирования импульсов:

· одноканальные;

· многоканальные (два и более).

 

Ø По принципу изменения угла регулирования:

· с горизонтальным управлением;

· с вертикальным управлением;

· с цифровым управлением.

 

Ø По способу синхронизации с Uа:

· синхронные (a отсчитывается от определённой фазы Uсети);

· асинхронные (a отсчитывается от момента поступления предыдущего импульса управления).


Лекция № 33

Синхронные СИФУ

 

Горизонтальное управление

 

Рис. 161. Функциональная схема СИФУ с горизонтальным управлением.

 

Состав блоков:

СУ – синхронизирующее устройство.

МФУ – мостовое фазовращающее устройство.

ГПН – генератор переменного (синусоидального) напряжения, синхронизированного с напряжением анодного питания тиристора.

МФУ – мостовое фазовращающее устройство, предназначенное для смешения точки прохождения синусоиды UГПН через ноль влево или вправо. UГПН смещается влево или вправо в зависимости от величины Uу.

ФИ – формирователь импульсов (по форме, амплитуде, длительности);

ВК – выходной каскад, необходим для усиления импульса по мощности и создания гальванической развязки.

 

Принцип действия (см. рис. 162):

Ua посредством СИФУ запускает ГПН, который генерирует синусоиду UГПН с отставанием 90° от Uа. Она подаётся на МФУ совместно с Uу, величина которого определяет сдвиг по фазе a относительно UГПН.

В момент перехода через ноль синусоиды, МФУ вырабатывает импульс управления для запуска ФИ, сдвинутый относительно начала синусоиды Uа на угол a.

ВК усиливает и распределяет по тиристорам преобразователя импульсы управления.

 

Рис. 162. Временные диаграммы работы СИФУ с горизонтальным управлением.

 

Недостатки:

· Критичность (МФУ) к несинусоидальности напряжения.

· В качестве нелинейных элементов в МФУ используется транзисторы с большим разбросом характеристик, что определяет величину несимметрии импульсов по фазам преобразователя.

Вертикальная СИФУ

 

Рис. 163. Функциональная схема СИФУ по вертикальному принципу управления.

Состав (рис. 163):

СУ – синхронизующее устройство;

ФСУ - фазосмещающее устройство;

ГОН – генератор опорного напряжения;

УС – устройство сравнения;

РИ – распределитель импульсов;

ФИ – формирователь импульсов;

ВК – выходной каскад.


Рис. 164 Временные диаграммы работы СИФУ по вертикальному принципу управления.

 

Назначение:

СУ – предназначено для синхронизации момента поступления импульса зажигания с анодным напряжением тиристоров – Uа;

ФСУ- предназначено для смещения фазы регулирования a относительно точки естественного зажигания. Состоит из:

ГОН для задания момента времени, при котором возможна подача импульса управления (синусоидальным или пилообразным напряжения ГОН);

УС- устройства сравнения Uгон с Uу.

РИ – распределитель импульсов по каналам (тиристорам);

ФИ1,2 - формирователи импульсов заданной длительности, амплитуды и формы;

ВК1,2 – выходные каскады. Предназначены для усиления импульса по мощности и создания гальванической развязки управляющей и силовой цепей тиристора.

Принцип действия.

Система работает следующим образом. ГОН (см. рис. 163) запускается при поступлении с СУ напряжения в момент появления на тиристорах прямого напряжения, т.е. в точках естественной коммутации (см. рис. 164). С выхода ГОН напряжение пилообразной формы поступает в УС, где оно сравнивается с напряжением управления Uу. В момент равенства пилообразного и управляющего напряжений УС вырабатывает импульс, который через РИ поступает на ФИ1 или ФИ2 и дальше через ВК1 или ВК2 – на тиристоры выпрямителя.


Одноканальные СИФУ

 

Рис. 165. Функциональная схема одноканальной СИФУ.

 

 

Рис. 166. Временные диаграммы работы одноканальной СИФУ выполненной по вертикальному принципу управления.

Устройство (рис. 165).

СУ – синхронизирующее устройство для синхронизации момента поступления импульса на включение тиристора с анодным напряжением (Uа) тиристора каждой фазы. Выдает импульсы для запуска ГЛИН и прямоугольные импульсы U1, U2, U3 для разрешения открытия соответствующего тиристора.

ГЛИН – генератор линейно изменяющегося напряжения.

ПУ – пороговое устройство, сравнивая Uу и UГЛИН, вырабатывает прямоугольные импульсы Uпу в момент времени, когда Uу = UГЛИН. (рис.166).

ДЦ – дифференцирующая цепочка срабатывает по переднему фронту и формирует треугольные импульсы с частотой f = fсети × m, где m -число фаз;

СС - схема совпадения, пропускает Uдц в тот канал управления, который имеет положительный “подпор” (U1, U2, U3) в это время (рис.166).

 

Принцип действия:

ГЛИН запускается в моменты появления на тиристорах прямого напряжения, т.е. в точках естественной коммутации. Запуск ГЛИН обеспечивается СУ. С выхода ГЛИН пилообразное напряжение подаётся на ПУ, которое срабатывает при достижении пилообразным напряжением значения Uу.

Напряжение с выхода ПУ через ДЦ поступает на СС, куда подаётся также соответствующий импульс с СУ. При совпадении импульсов с выхода СС и ДЦ один из ВК вырабатывает управляющий импульс на отпирание тиристора соответствующей фазы.

 

Достоинства:

Все импульсы формируются в одном канале, поэтому разброс угла регулирования не превышает 0,5°.

 

Недостатки:

Сложность синхронизации с сетью, т.к. необходимо формировать импульсы с частотой, кратной частоте сети.

 

Многоканальные СИФУ

 

Рис. 167. Функциональная схема многоканальной СИФУ.

 

Состав блоков (рис 167):

СУ – синхронизирующее устройство.

ФС – фазосмещающее устройство. Для сдвига сигнала, отпирающего тиристор, на угол a, пропорционально управляющему напряжению Uу;

ФИ – формирователи импульсов;

ВК – выходные каскады;

 

Принцип действия.

Необходимый фазовый сдвиг управляющих импульсов относительно Uа каждой фазы создаётся с помощью СУ и ФС аналогично предыдущим схемам.

Достоинства:

· Отсутствие распределителя импульсов по каналам.

· Синхронизация с сетью не вызывает затруднений, т.к. каждый канал работает с частотой сети.

 

Недостатки:

Из-за большого числа каналов и разброса параметров элементов схем ФС создаётся значительная несимметрия импульсов по фазам. Разброс угла регулирования по фазам достигает 3°.

 

Цифровые СИФУ

 

Рис. 168. Функциональная схема цифровой СИФУ.

 

Устройство:

Цифровая СИФУ (рис. 168) построена на дискретных элементах.

Р – регистр памяти (для кода a);

СИ – счетчик импульсов;

СС – схема сравнения;

К – ключ. Пропускает импульсы на счетчик в момент, когда анодное напряжение тиристоров Uа становится положительным и прерывает поступления импульса на счетчик после срабатывания схемы совпадения (СС);

ГЭЧ - генератор эталонной частоты, предназначен для запуска счетчика импульсов.

 

Принцип действия:

ГЭЧ вырабатывает импульсы с постоянной частотой следования. В момент появления положительного анодного напряжения Uа на тиристоре, вырабатывается команда «Пуск», открывается ключ К, и импульсы от ГЭЧ поступают на счетчик импульсов. Когда код регистра Р сравнивается с кодом СИ, СС запускает формирователь импульсов. После запуска формирователя происходит сброс счётчика и запирание ключа “К”.

Достоинства:

Ø Высокая симметрия импульсов;

Ø Точность задания угла α;

Ø Удобство применения цифровых устройств в замкнутых цифровых системах управления.

 

Асинхронные СИФУ

 

Рис. 169. Функциональная схема асинхронной СИФУ.

 

В асинхронных СИФУ (рис 169) угол a отсчитывается не от точки естественного зажигания, а от момента выработки предыдущего импульса управления.

 

Устройство:

Э-С. - элемент сравнения управляющего напряжения Uу с напряжением на выходе выпрямителя через датчик напряжения Д. Разница между Uд и Uу передается на задающий генератор 3.Г.,

З.Г. - задающий генератор, выдающий импульсы с частотой f = fсети*m2;

РИ - распределитель импульсов по 1 импульсу в каждый канал управления;

К1Кm - электронный ключ для ограничения диапазона изменения a: amin<a<amax;

УОД - устройство ограничения диапазона;

ВК - выходной каскад;

 

Принцип действия.

a = f (UН). Контролируется UН, если UН отклонилось от заданного посредством UУ, то Э-С. воздействует на ЗГ так, чтобы изменения a компенсировали отклонение UН от заданного.

 

Достоинства:

При любой несинусоидальности напряжения в сети позволяет без фильтров получить достаточную симметрию импульсов по фазам преобразователя.

 

Недостаток:

Много элементов, система сложнее, больше отказов.


Лекция №34








Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 2573; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2022 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.058 сек.