Тиристорные электроприводы постоянного тока

Идеальный двухкомплектный преобразователь

Примем допущение об идеальности преобразователя, об отсут­ствии пульсаций выходного напряжения и тока якорной цепи двигателя. Выходное напряжение изменяется в соответствии с (3.3) пропорционально косинусу угла управления. Для таких двухкомплектных преобразователей справедлива представленная на рис. 3.13, а эквивалентная схема, состоящая из регулируемых

А)

Рис. 3.13. Идеальный двухкомплектный преобразователь:

А — эквивалентная схема замещения; б — зависимость выходных напряжений от углов уп­равления

Источников постоянного напряжения, соединенных последователь­но с вентилями, имитирующими однонаправленную проводимость каждого из преобразователей [2].

Углы управления обоих преобразователей изменяются в зави­симости от управляющего напряжения Uy таким образом, что выходные напряжения преобразователей имеют одинаковую ам­плитуду и полярность. Вырабатывая одинаковое напряжение на выводах, один преобразователь работает в режиме выпрямителя, .другой — инвертора.

В соответствии с (3.3) имеем

Ия% = итахсо&а2. (3.58)

.Для идеального двухкомплектного преобразователя справедливо равен­ство

Ия = ия1 = - ия2. (3.59)

Из (3.57) —(3.59) следует

^^cosot^—C/m„cosa2, (3.60)

Или

Cosotj -)- cosota = 0, (3.61)

Что соответствует соотношению углов управления

Cct + се8= 180°. (3.62)

На рис. 3.13, б представлена зависимость выходных напряже­ний от углов управления для обоих преобразователей. Схема им- лульсно-фазового управления должна обеспечивать выполнение соотношения (3.62) при любых сигналах управления.

В идеальных двухкомплектных преобразователях напряжение на выходе каждого комплекта равно напряжению на нагрузке, а ток может свободно протекать по любому из них.

Схема управления. Принцип действия схемы управления ти - ристорными преобразователями проиллюстрирован рис 3.14. Напомним, что за начало отсчета углов управления приняты точ­ки пересечения соответствующих фазных напряжений. Для тири­сторов VSn и KS2i на рис. 3.12, б началом отсчета углов оц и аг является момент U, указанный на рис. 3.14, а. Если напряжение ИА сдвинуть в сторону опережения на 60°, его максимум, как показано на рис. 3.14, б, совпадает с моментом T. Напряжение управления Uy используется для получения открывающих им­пульсов на тиристоре VS)b которые формируются в моменты пе­ресечения Uy и иА 1. Аналогично напряжение —Или инверсное по отношению к иАь служит для создания импульсов на VS21. При изменении £/у необходимое соотношение углов управления <ц + + а2=180° сохраняется. Управляющие импульсы при двух значе­ниях UУ представлены на рис. 3.14, в.

4 Зак. 243

Сдвиг фазы питающего напряжения не является необходимым. Из рис. 3.14, а видно, что в момент t достигает отрицательного максимума напряжение ив, которое вместе с инверсным по отно­шению к нему напряжением может путем сравнения с Uy быть использовано для получения управляющих импульсов. Схемные реализации обоих описанных способов представлены на рис. 3.15. Примем

И ах = &cos0; (3.63)

— Ua =—K cos 0. (3.64)

Тогда

F7y = ^cosa1; (3.65)

U 7 = — K cos a2. (3.66)

В соответствии с (3.65) и (3.66)

COSC*! - f cos «2 = О,

Или ai + 02=180°, что соответствует требованию (3.62).

Из (3.56), (3.57), (3.65) и (3.66) могут быть получены выра­жения для выходных напряжений преобразователей

Ия1 = Uтах cos а, = UmaXU7/k; (3.67)

Un2 = UmaX °°Sa2 = ~ UmaxVy/k; (3.68)

И* = Unl = - и а = UmaXUY/k. (3.69)

Таким образом, напряжение на выходе двухкомплектного пре­образователя прямо пропорционально напряжению управления Uy. При реализации описанного принципа управления, получивше­го название вертикального косинусного управления, преобразо­ватель, по существу, является усилителем мощности с линейной характеристикой вход—выход, представленной на рис. 3.14, г.