5. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
5.1. Устройство и работа выпрямительных блоков
Выпрямительный мост собран в один втычной блок. В блоке, кроме тиристоров с охладителями, находится плата усилителя-формирователя импульсов УФИ на шесть каналов и RC-цепочки (см. ЕЦАИ.656147.005 ЭЗ). В трехфазной симметричной схеме в состоянии проводимости должны одновременно находиться два тиристора – по одному в анодной и катодной группе. Продолжительность проводящего состояния тиристора при работе в выпрямительном режиме без учета коммутации 120 эл.град. Управляющие импульсы на тиристоры подаются со сдвигом на величину, равную углу управления от момента естественной коммутации в последовательности, соответствующей последовательности естественной коммутации вентилей. Управляющие импульсы на тиристор подаются попарно и сдвинуты между собой на 60 эл.град.
Управление каждым тиристором осуществляется через индивидуальный импульсный трансформатор, входящий в палату усилителя-формирователя импульсов (УФИ). Импульсные трансформаторы имеют по 2 вторичные обмотки. С одной обмотки импульс поступает на включение тиристора. Вторая обмотка служит для перемагничивания торроидального сердечника импульсного трансформатора.
Сигнал на УФИ поступает от системы импульсно-фазового управления.
5.2 Система импульсно-фазового управления преобразователя (СИФУ)
Система импульсно-фазового управления многоканальная, по способу управления относится к числу систем с «вертикальным» управлением, но вместо пилообразного напряжения в ней используется напряжение, имеющее форму прямоугольной трапеции, повернутой но 90о.
СИФУ состоит из входного устройства (см. рис. 5), являющегося общим для всех каналов и шести каналов импульсно-фазового управления, каждый из которых состоит из узла синхронизации (УС), узла фазового сдвига (УФС), формирователя импульсов (ФИ), усилителя импульсов (УИ), узла световой сигнализации (УСС) и узлов анодной развязки. Принципиальная схема канала импульсно-фазового управления представлена на рис. 3. На рис. 4 показаны формы напряжений в узловых точках схемы.
5.2.1.Работа узла синхронизации
Кривая 1 – есть синусоидальное напряжение синхронизации (на емкости С14), поступающее на вход устройства синхронизации. Цепь из Р47, Р48 и С14 предназначена для окончательной фильтрации напряжения синхронизации, которое подвергается также предварительной фильтрации RC фильтром, включенным во вторичные обмотки трансформатора синхронизации. В период времени, предшествующий моменту t1, напряжение синхронизации имеет положительное значение, V23 закрыт, емкостьC17 будет заряжена до напряжения 24В по цепи: диод V27 – резистор R50.
В момент t1, когда напряжение синхронизации переходит через нуль из положительного значения в отрицательное, транзистор V23 откроется и емкость С17 разрядится по цепи: диод V26 – резистор R52 (в УФС) – транзистор V23, кривая 2 – есть форма напряжения на емкости С17. Таким образом, в момент времени t1 через резистор R52 (в УФС) пройдет импульс тока от разряда емкости С17, в результате чего на резисторе R52 возникает импульс напряжения, приложенный плюсом к базе транзистора V29, а минусом к его эмиттеру. Это и есть импульс синхронизации, поступающий в СИФУ для осуществления синхронизации данной схемы с сетью (кривая 3).
5.2.2. Узел фазового сдвига
В период времени, предшествующий моменту t1, транзисторы V25 и V29 открыты. Эти транзисторы собраны по схеме транзисторного эквивалента двухбазового диода, т.е. они взаимно поддерживают друг друга в открытом состоянии, образуя первое устойчивое состояние «эквивалента». Транзистор V29 открыт по цепи: эмиттер – база V29 – коллектор-эмиттер V25 – резистор R49 – резистор R46. Транзистор V25 открыт по цепи: эмиттер-коллектор V29 – база-эмиттер V25 – резистор R49 – резистор R46.
Конденсатор С16 разряжен, потенциалы на всех выводах конденсатора равны потенциалу общего «0». В момент времени t1, в базовую цепь транзистора V29 поступает синхроимпульс положительной полярности, вызывая закрытие транзистора V29, который в свою очередь закрывает транзистор V25 – это второе устойчивое состояние «эквивалента». На эмиттере транзистора V25 возникает напряжение отрицательной полярности, равное напряжению источника управления Uу. Емкость С16 начнет заряжаться током, протекающим по цепи: общий «0» - источник напряжения управления Uу («пересиливая» его) – диод V22 – конденсатор С16 – резисторы R65 и R49 – резистор R46. По мере заряда емкости С16, напряжение на нем увеличивается, вызывая увеличение напряжения на эмиттере транзистора V25, которое равно сумме: напряжение управления Uу и напряжения на емкости С16. Это суммарное напряжение будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет значения напряжения сравнения Uср. В этот момент открывается диод V20 и по цепи: общий «0» - источник напряжения сравнения Uср (снимается с резистора R43) – диод V20 – база-эмиттер транзистора V25 – резистор R49 – резистор R46 потечет ток. Транзисторы V25 и V29 «эквивалента» снова включаются. Емкость С16 разряжается по цепи: диод V24 – транзисторы V29,V25 «эквивалента» - резистор R65. Потенциал на эмиттере транзистора V25 снова становится равным потенциалу общего «0». Этот процесс произойдет в момент времени t2. В момент времени t3 с подачей нового синхроимпульса повторится снова цикл срабатывания элементов УФС в последовательности, рассмотренной выше. Емкость С15 предназначена для повышения помехоустойчивости УФС.
Рис. 3. Схема одного канала СИФУ
Рис.4. Диаграмма работы канала СИФУ
Таким образом, на эмиттере транзистора V25 форма напряжения имеет вид прямоугольной трапеции повернутой на 90° (см. рис.4 кривая 4). Угол фазового сдвига α определяется временем заряда конденсатора С16 до момента, когда суммарное напряжение на эмиттере транзистора V25 достигнет величины напряжения источника сравнения Uср. Так как величина напряжения сравнения Uср. Для данной настройки является постоянной, то с увеличением напряжения управления на емкости С16, в результате чего уменьшается величина угла фазового сдвига α. На рис.4 (кривая 4) показаны величины углов α1, α2 и α3 в промежутках времени t1-t2; t3-t4; t5-t6 при различных величинах напряжения управления Uу1,Uу2,Uу3. Таким образом, в данном устройстве осуществляется обратная линейная зависимость между напряжением управления Uу и величиной угла фазового сдвига. Так как в тиристорном преобразователе с уменьшением угла α величина выходного напряжения преобразователя увеличивается, данный узел фазового сдвига обеспечивает прямую зависимость между величиной напряжения управления и выходным напряжением преобразователя, что позволяет существенно упростить схему устройства.
|