книги / Электроприводы с полупроводниковым управлением. Тиристорные усилители в схемах электропривода

Предельно допустимая величйна обратного напряжёния тири­ стора не лимитируется, так же как и в -случае схемы рис. 18,6.

Коэффициент формы тока, протекающего через тиристор в ре­

жиме максимальной отдачи, равен &ф 1,33 при т = 0 и кф при

Рассмотренные схемы усилителей с двухпульсным питанием от трехфазной сети (рис. 18,6 и в) с точки зрения использования ти­ ристора почти не уступают трехпульсной схеме по рис. 9.

Основные показатели рассмотренных в данной главе схем све­ дены в табл. 1.

ГЛАВА ВТОРАЯ

РЕВЕРСИВНЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ЕМКОСТНЫМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ

8. Общие замечания

Усилители, обеспечивающие изменение знака выходного напря­ жения (тока) при изменении знака входного сигнала, принято назы­ вать реверсивными или двухтактными.

Построение реверсивных усилителей на тиристорах встречает ряд трудностей, одна из которых заключается в следующем. По­ скольку тиристор выполняет роль ключа, то реверсивный усили­ тель, построенный на тиристорах, может нормально работать лишь в так называемом «режиме класса В», т. е. в таком режиме, когда одновременное открытое состояние обоих плеч (тактов) усилителя не имеет места К В противном случае в схеме устанавливается путь для сквозного короткого замыкания, что может привести к выходу из строя тиристора и других элементов силовой цепи усилителя.

Обеспечение работы усилителя в классе В в стационарных ре­ жимах не встречает затруднений. Однако в переходных процессах при реверсе режим класса В может нарушаться. Если не принять специальных мер, то указанное нарушение неминуемо возникает при работе усилителя на индуктивность, поскольку при этом ранее открытое плечо после реверса сигнала управления останется откры­ тым за счет э. д. с. самоиндукции в течение некоторого интервала времени, пропорционального постоянной времени нагрузки. В ре­ зультате после реверса сигнала управления в открытом состоянии будут находиться оба плеча усилителя.

Во всех схемах, рассмотренных в предыдущей главе, при рабо­ те в режиме непрерывного тока и отсутствии обратного диода после

1 Исключение составляют лишь однопульсные реверсивные схе­ мы, а также схемы, в которых используются балластные дроссели. Однопульсные реверсивные усилители, а также многопульсные с балластными дросселями могут работать в режиме класса А; при этом одно плечо работает и режиме выпрямителя, а второе — ин­ вертора |[Л. 1, 31].

45

отключения сигнала управления по крайней мере одйн из тиристо­ ров остается открытым до тех пор, пока ток нагрузки, уменьшаю­ щийся с постоянной времени Гн, не снижается до величины тока отключения тиристора. При наличии обратного диода задержка отключения тиристора после снятия сигнала управления не превы­ шает полупериода частоты питания; однако в реверсивных схемах возможность использования неуправляемого обратного диода ис­ ключается.

Для того чтобы предотвратить возможность возникновения режима короткого замыкания при реверсе, существует ряд спосо­ бов. Один из них заключается в таком построении устройства управления, при котором подача сигнала, открывающего запертое плечо, осуществляется лишь после того, как произошло запирание всех тиристоров во втором ранее открытом плече. Техническая реа­ лизация этого способа возможна как за счет введения фиксирован­ ной задержки в цепи управления, действующей только при реверсе (время задержки должно превышать максимально возможную дли­ тельность открытого состояния тиристора после снятия сигнала управления), так и за счет обратной связи по току, протекающе­ му через тиристоры, обеспечивающей соответствующую блокировку сигнала управления. Недостатком такого способа является ухудше­ ние динамических свойств усилителя, а также усложнение схемы управления.

Для ограничения тока при реверсе используются также доба­ вочные сопротивления (обычно индуктивные), включаемые последо­ вательно в цепь каждого плеча усилителя |[Л. 1, 17, 31].

В данной главе рассматриваются реверсивные схемы, в которых запирание тиристоров во всех режимах работы обеспечивается за счет емкости включенной параллельно нагрузке. Величина емкости выбирается таким образом, чтобы условие запирания тиристоров выполнялось в течение каждого пол|у|периода как в стационарных, так и в переходных процессах независимо от величины индуктив­ ности нагрузки. В результате задержка отключения тиристоров после снятия сигнала управления не превышает полупериода час­ тоты питания. При этом для предотвращения режима короткого замыкания достаточно, чтобы изменение сигнала управления при реверсе осуществлялось с задержкой большей или равной полупериоду частоты питания.

При наличии емкости, шунтирующей нагрузку, питание тири­ сторов можно осуществлять выпрямленным (но не сглаженным) напряжением аналогично тому, как это сделано в схемах, рассмот­ ренных в § 7. Такое построение усилителя позволяет по крайней мере вдвое сократить необходимое количество управляемых венти­ лей в силовой цепи, а также соответственно упростить схему уст­ ройства управления.

Недостатком подобных схем является наличие конденсатора, ве­ личина которого при низких значениях частоты и напряжения пи­ тания может быть значительной; кроме того, наличие конденсатора, шунтирующего нагрузку после выпрямителя, ухудшает (увеличи­ вает) коэффициент формы тока, потребляемого от источника пита­ ния. Отмеченные недостатки ограничивают область применения рас­ сматриваемых ниже схем усилителями сравнительно небольшой мощности.

46

9. Схемы с двухпульсным питанием от однофазной сети

-На рие. 21 изображены два варианта силовой цепи реверсив­ ного усилителя с питанием выпрямленным двухпульсным напряже­ нием от однофазной сети и емкостным отключением [Л. 23].

Вариант на рис. 21,а построен по мостовой схеме и содержит четыре тиристора Т\—Г4; при этом питание может осуществляться

диод Д3, вентиль Гь нагрузка. При отрицательной полярности вы­ ходного тока «работают» вентиль Г2- и диоды Д2, Д4.

Нагрузка на рис. 21 представлена в виде активно-индуктивного

буждения электрической машины или аппарата.

Запирание тиристоров в рассматриваемых схемах обеспечи­ вается за счет емкости С, включенной параллельно нагрузке. В некоторых случаях оказывается целесообразным включение по­ следовательно с емкостью добавочного сопротивления R (рис. 21); увеличение сопротивления R приводит к улучшению (уменьшению) коэффициентов амплитуды и формы тока, потребляемого от источ­ ника питания и протекающего через вентили.

47

Определим связь между параметрами схемы, при которой вы­

при которой еще обеспечивается запирание тиристора, полагая вна­ чале, что противо-э. д. с. наррузки равна -нулю (Ев =0).

В момент запирания (0 = f) выполняется равенство:

►а (Р)==^с(Р) Н~^н(Р) = /откл^О .

Угол запирания должен удовлетворять условию (2^ тс; следовавательно, величина емкости должна быть выбрана таким образом, чтобы в конце полупериода (0 = ти) емкостный ток был отрицатель­ ным и по абсолютной величине превышал ток нагрузки

Закон изменения токов ic и iu при открытом вентиле определяется уравнениями:

48