3772 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

Лабораторная работа № 1

ПРИНЦИП АНАЛОГОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ПРИВОДНЫХ УСТРОЙСТВ

 

Цель работы: изучение принципа построения систем импульсно-фазового управления тиристорами и способов защиты приводных систем от аварийных режимов.

Принцип аналогового управления тиристорами основан на применении схемы импулъсно-фазового управления (СИФУ), построение которой определяется схемой соединения силовых тиристоров. В том варианте, который рассматривается в данной работе, они включены по параллельно-встречной схеме (VS1 и VS2 на рис. 1), обычно применяющейся для регулирования переменного напряжения путем поочередного включения тиристоров в соседних полупериодах.

В лабораторном стенде  эта схема применена для реверсивного управления двигателем постоянного тока, следовательно, порядок подачи импульсов включения тиристоров должен быть изменен. При одной полярности входного сигнала СИФУ (он снимается с R2) осуществляется однополупериодное управление включением только одного тиристора, и выделяющееся напряжение на якорной цепи двигателя

 

задает одно направление вращения машины. Другая полярность входного сигнала отрабатывается аналогично, но уже другим тиристором, знак напряжения

 

изменяется, что приводит к реверсу вала машины.

Назначение СИФУ, таким образом, состоит в том, чтобы формировать импульсы, положение которых в пределах длительности периода сети задавало бы моменты  переключения тиристоров преобразователя и могло регулироваться в соответствии с управляющим сигналом.

Информационным входом СИФУ является сигнал, подаваемый на инвертирующий вход компаратора DA2, так как он определяет фазу формируемого импульса управления и то, на какой именно тиристор этот импульс будет подан. Этот входной сигнал в обычном режиме управления снимается с R2, а в аварийном режиме его формирование возлагается на мультиплексор DD1 схемы защиты.

Другой вход схемы, совпадающий с контрольной точкой КT1, предназначен для синхронизации и фазирования СИФУ с силовыми тиристорами. Это связано с тем, что импульсы включения тиристоров должны подаваться на них в тех временных интервалах, когда анодное напряжение вентилей положительно. Поэтому, если на синхронизирующий вход СИФУ подать напряжение питания силового блока (или его часть), то диаграммы       работы регулятора (рис. 2) приобретают точное временное соответствие друг другу, которое не нарушается при изменении частоты, фазы или амплитуды напряжения сети.

Синхронизирущее напряжение  u1 (индекс здесь и в дальнейшем указывает номер контрольной точки, с которой снимается осциллограмма) с помощью конденсатора С1 смещается по фазе в сторону опережения, и полученный сигнал u2 переключает транзисторный ключ VT1. Из однополярных импульсов u3 с помощью СЗ исключается постоянная составляющая, и часть напряжения u4, снимаемая с R7, используется для получения линейно изменяющегося напряжения u5 треугольной формы. Чтобы перейти от регулирования в режиме класса А к работе, напоминающей режим класса В, с напряжением u5 суммируется подаваемое через R13 напряжение u4. Полученный сигнал u6 вызывает переключение компаратора DA2. Положительной полярностью u7 включается VТ2, и формируется импульс включения VS1 от источника 7 В. Отрицательный импульс u7 через VD13 включает VT3, который  по  цепи ()-R31 - VT3 - VD17 - VS2 - ЭД – сеть ~ 24 В  включает VS2.

При отсутствии входного сигнала СИФУ, поступающего на вход 3 DA2, выходной сигнал компаратора u7 формируется как результат сравнения u6 с Uвх=0 (рис. 2, а ). Введенное в самом начале с помощью С1 опережение по фазе u2 по  сравнению с u1 приводит к тому, что при Uвх=0 обеспечивается некоторый начальный угол включения вентилей нач, с которого после появления входного сигнала будет начато плавное изменение угла регулирования.

При Uвх>0 сравнение его с сигналом u6 приведет к изменению угла включения VS2 (рис. 2, б), так как фронт отрицательного перепада напряжения u7 сместится влево при неизменном положении фронта положительного перепада (с которым связан момент включения VS1). Если Uвх<0 (рис. 2, в), то от изменения величины Uвх будет меняться положение положительного перепада u7 и, следовательно, момент включения VS2 будет оставаться неизменным и равным нач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1