3) включение, отключение преобразователя и распределение электроэнергии между отдельными потребителями;
4) управление защитными устройствами преобразователя и его компонентов;
5) выдачу информации о работе преобразователя при использовании его в автоматизированной системе электролита ни я.
Систему контроля работоспособности преобразователя и ею компонентов также иногда относят к системе управления.
К основной части относятся функциональные узлы и элементы, которые обеспечивают управление нелинейными элементами (например, тиристорами), выполняющими непосредственно функции преобразования и регулирования параметров электрической энергии. При дальнейшем изложении под СУ в большинстве случаев понимается ее основная часть.
В тиристорных преобразователях основная функция СУ заключается в формировании по определенной программе управляющих импульсов на управляющих электродах тиристоров схемы. Требования, предъявляемые к параметрам управляющих импульсов, определяются типом тиристора, схемой, в которой используется тиристор, и режимом ею работы. Для надежного включения тиристора необходимо обеспечить Какие значения тока управления и напряжения на управляющем электроде, которые соответствуют области гарантированною включения тиристора с учетом максимально допустимых значений тока, напряжения и пиковой мощности, выделяемой на управляющем электроде .
В зависимости от схемы, в которой используются тиристоры, управляющие импульсы могут иметь различную форму и длительность.
В самом общем виде структуры СУ выпрямителей, зависимых инверторов и других видов тиристорных преобразователей можно разделить на две группы: многоканальные и одноканальные. В многоканальных структурах СУ регулирование фазы управляющих импульсов (т. е. угла управления) производится в каждом канале управления. Число таких каналов обычно равно числу тиристоров схемы или числу ее фаз. В одноканальных структурах СУ регулирование фазы управляющих импульсов производится в одном общем для всех фаз канале с последующим распределением импульсов по тиристорам схемы. Подобную классификацию СУ целесообразно проводить Для многофазных преобразователей, содержащих большое число тиристоров. В то же время основной принцип этой классификации справедлив и для однофазных схем.
Рис. 5.1. Система управления однофазного выпрямителя:
а—структурная схема, б—диаграммы напряжений на входе фазосдвигающих устройств и диаграммы управляющих импульсов.
Наиболее распространенной структурой СУ выпрямителей является многоканальная. Пример СУ с такой структурой для тиристорного выпрямителя, выполненного по однофазной схеме со средней точкой, приведен на рис. 5.1, а. Принцип работы даннойСУ основан на формировании управляющих импульсов, следующих синхронно с сетевым напряжением иАВи сдвинутых относительно этого напряжения по фазе на угол а. В выпрямителях с регулированием по выходному напряжению (рис. 5.1,6) угол а обеспечивается таким, чтобы среднее значение выпрямленного напряжения Udмало отличалось от заданного при различных возмущениях, например колебаниях сетевого напряжения иАВ.
Привязка импульсов к сетевому напряжению осуществляется входным устройством ВУ. Функции ВУ в данной СУ может выполнять трансформатор со средней точкой, вторичные полуобмотки которого создают два синусоидальных напряжения, сдвинутых между собой на угол к. Напряжения с каждой
Автономные инверторы тока (АИТ), классификация, основные схемы, временные диаграммы работы, расчет основных параметров и характеристик, примеры использования в системах управления.
Автономный инвертор тока UZ преобразует постоянный ток в трехфазный переменный с частотой 50 Гц. На входе и выходе инвертора установлены автоматические выключатели QF1, QF2, служащие для подключения к источнику питания и к нагрузке. Синусоидальность переменного тока обеспечивается за счет компенсирующих, конденсаторов С1 - СЗ, установленных на выходе инверторного моста. Различают автономные инверторы тока и напряжения. Инвертор тока получает энергию от источника питания через сглаживающий фильтр большой индуктивности. Инвертор напряжения подключается непосредственно к источнику питания с малым внутренним сопротивлением. Модель описанного стабилизированного автономного инвертора тока была построена на базе аналоговой вычислительной машины ЭМУ-10. Рассмотрим установившийся режим работы однофазного автономного инвертора тока с нулевым выводом трансформатора ( рис. 10.53), положив, что к моменту времени t 0 тиристор VS t был закрыт, тиристор VS-i открыт, конденсатор цепи коммутации емкостью Ск заряжен так, как показано на рис. 10.53 знаками плюс и минус без скобок, трансформатор идеальный и сопротивление цепи нагрузки гн. В цепь источника постоянной ЭДС Е включен сглаживающий фильтр с индуктивностью L.
Рис. 4. Схема автономного инвертора тока (а). Графики (б) напряжения Utbи тока Iн на выходе инвертора
Внешне АИТ похожи на АИН, имеют аналогичную структуру (рис. 4, а) однако процессы в них существенно различаются. Основное различие — в способе питания: на входе АИТ включен реактор Ld, индуктивность которого достаточна для поддержания тока нагрузки практически неизменным в течение полупериода выходной частоты АИТ. Таким образом, в АИТ задается мгновенное значение тока, он получает питание от источника тока. Напряжение — зависимая переменная ( рис. 4, 6). Индуктивность сглаживающего реактора Ld оказывает существенное влияние на динамические характеристики АИТ. В частности, чем меньше Ld, тем меньше всплески и провалы напряжения на выходе АИТ при скачкообразном изменении нагрузки на его выходе.
В АИТ ключевые элементы изменяют направление тока в нагрузке (но не мгновенное значение), так что нагрузка питается как бы от источника тока, что и нашло свое отражение в соответствующей терминологии — инвертор тока Нагрузка АИТ, как правило, носит емкостной характер (на рис. 4, а конденсатор Ск), так как при индуктивной нагрузке из-за скачкообразного изменения тока возникли бы перенапряжения, нарушающие нормальную работу схемы. К числу достоинств АИТ относится сравнительно хорошая форма кривой выходного напряжения при наличии на выходе параллельного конденсатора. Основными недостатками АИТ являются падающая внешняя характеристика и зависимость величины и формы кривой выходного напряжения от частоты, в связи с чем обычно АИТ используется в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц.