На головну

МЕТОД імпульсно-ФАЗОВОГО УПРАВЛІННЯ тиристора. ОСНОВНІ ВИМОГИ, що пред'являються до СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

  1. A) Метод змінного середнього
  2. B. Соціологія та ее методи повінні будуватіся за зразки природничих наук
  3. EOQ-модель, або базова модель управління запасами
  4. Google_protectAndRun ( "render_ads.js :: google_render_ad", google_handleError, google_render_ad); Житлові будинки з каркасними безрігельной системами
  5. I. 1. Що називається коливаннями? Гармонійні коливання, їх основні характеристики.
  6. I. 2. Сформулюйте принцип Гюйгенса. Поясніть метод зон Френеля.
  7. I. 9. Опишіть пристрій лабораторної установки по визначенню швидкості звуку методом резонансу.

Лекція№9

Системи фазового управління і автоматичного регулювання тиристорних зварювальних випрямлячів

МЕТОД імпульсно-ФАЗОВОГО УПРАВЛІННЯ тиристора. ОСНОВНІ ВИМОГИ, що пред'являються до СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

Тиристор є вентилем з обмеженою маневреністю. Дія керуючого електрода зводиться до управління моментом включення тиристора. Це властивість тиристорів лягло в основу поширеного в даний час методу імпульсно-фазового управління тиристорами, суть якого полягає в наступному.

Система управління тиристорами створює синхронізовану з мережею багатофазну систему керуючих імпульсів і здійснює зрушення фази фронтів імпульсів щодо напруги мережі. Фронти імпульсів системи управління включають тиристори, а зміною фази фронтів імпульсів здійснюється фазове регулювання вихідних параметрів зварювальних випрямлячів.

Для нормальної роботи зварювального випрямляча система імпульсно-фазового управління (СІФУ) повинна відповідати таким вимогам:

1. Параметри імпульсів управління повинні забезпечувати гарантоване включення будь-якого тиристора обраного типу в заданому діапазоні температур роботи зварювального випрямляча. При цьому струм, напруга і шпаруватість імпульсів повинні бути обрані в суворій відповідності з діаграмою управління обраного типу тиристора (див. Гл. 2). Тривалість імпульсів неодмінно повинна бути достатньою для наростання прямого струму тиристора від нуля до значення утримує струму з урахуванням заданого характеру навантаження випрямляча.

Крім того, в схемах випрямлення, де два тиристора працюють одночасно, тривалість імпульсу повинна бути обрана з урахуванням додаткового фактора-умови входження тиристорів в роботу [9]. Так, для нормальної роботи шестифазної схеми з зрівняльним дроселем тривалість (ширина) імпульсу повинна бути не менше 30 °, а в трифазній мостовій схемі - не менше 60 ° (в останньому випадку можлива також подача здвоєних вузьких імпульсів із зсувом 60 °).

Імпульси управління повинні мати крутий передній фронт, щоб виключити розкид моментів включення тиристорів через розкиду їх вхідних характеристик.

2. СФУ повинна забезпечувати певну черговість включення тиристорів в схемі випрямлення. Інтервали між керуючими імпульсами, які подаються на чергові вентилі схеми випрямлення, рівні wТ / т, де w і T-кутова частота і період напруги мережі; т-число фаз схеми випрямлення, рівне частоті пульсацій випрямленої напруги.

Відхилення інтервалів між імпульсами від значення, рівного wТ / т, називається асиметрією керуючих імпульсів.

Асиметрія імпульсів призводить до нерівномірному завантаженні тиристорів, до появи низькочастотних складових у кривої випрямленої напруги, до погіршення роботи силового трансформатора. Найбільш небезпечна асиметрія імпульсів в шестифазної схемою випрямлення із зрівняльним дроселем: в останньому з'являється постійний потік намагнічування і різко зростає намагнічує струм. Складаючись з анодними струмами тиристорів однієї трифазної групи і віднімаючи з струмів іншої групи, що намагнічує струм обумовлює різко нерівномірну завантаження цих груп.

3. Діапазон зміни фази керуючих імпульсів повинен відповідати схемою випрямлення і характеру навантаження. Наприклад, в трифазній мостовій схемі випрямлення і шестифазної схемою з зрівняльним дроселем при повному регулюванні вихідної напруги діапазон зміни фази керуючих імпульсів повинен бути 0-120 ° при активному навантаженні і 0-90 ° при індуктивному.

4. Сигнали перешкод, що генеруються в СФУ, а також наводяться із силової мережі або схеми випрямляча, повинні бути менше допустимих, зазначених на діаграмах управління значень, при яких може відбуватися спрацьовування тиристорів при заданих температурах.

5. Так як зварювальний випрямляч, як правило, являє собою замкнуту систему автоматичного регулювання, то з урахуванням специфіки навантаження (зварювальний дуга) СФУ повинна володіти високою швидкодією.

6. Зварювальний випрямляч є масовим і недорогим апаратом, СФУ-самий багатоелементний і слабкий вузол зварювального випрямляча. Тому поряд з перерахованими технічними вимогами вартість, надійність і ремонтоспособность часто є визначальними факторами при розробці СФУ зварювальних випрямлячів.

5-2. ЕЛЕМЕНТИ СИСТЕМИ імпульсно-ФАЗОВОГО УПРАВЛІННЯ

Система імпульсно-фазового управління m-фазного тиристорного випрямляча складається в загальному випадку з m-каналів управління і містить вхідний, фазосдвігающім, проміжне і вихідний пристрої. Наявність всіх елементів СФУ не обов'язково, функції окремих елементів можуть бути суміщені в одному елементі або виражені неявно.

Вхідний пристрій здійснює прив'язку СФУ до мережі змінного струму, від якої живиться силова схема випрямлення. Найпростішим вхідним пристроєм є трансформатор. Первинна обмотка вхідного трансформатора підключається до силової мережі, а з вторинних обмоток на канали управління знімається синхронізоване з мережею змінну напругу. Вхідні напруги, що надходять на канали управління, зрушені відносно один одного на кут wТ / т. Є і інші вхідні пристрої, які генерують власну систему вхідних напруг, синхронізовану з моментами проходження мережевої напруги через нульові значення. Фазосдвигающие устрою забезпечує зміна фази керуючих імпульсів щодо напруги мережі. Залежно від способу побудови фазосдвигающих пристроїв СФУ поділяють на одноканальні і багатоканальні.

При одноканальному способі управління для всіх каналів управління є одне фазосдвигающие устрою. З його виходу керуючі сигнали розподіляються на проміжні і вихідні елементи кожного каналу через різні комутатори. Одноканальні схеми, як складні і недостатньо надійні, в зварювальних випрямлячах застосування не знайшли. При багатоканальному способі управління зрушення імпульсів в кожному каналі здійснюється окремим фазосдвігающім пристроєм.

Однак найбільш простими, надійними і економічними є СФУ, в яких одне фазосдвигающие устрою використовується в каналі, призначеному для управління двома протівофазного тиристорами.

Залежно від типу елементів, на яких побудовані фазосдвигающие устрою, їх поділяють на схеми з магнітними підсилювачами, транзисторні схеми «вертикального» управління та інші.

Схеми фазосдвигающих пристроїв, засновані на використанні магнітних підсилювачів з самонасищеніем, знайшли обмежене застосування в зварювальних випрямлячах. Основні недоліки схем з магнітними підсилювачами обумовлені низькою симетрією керуючих імпульсів, пов'язаної з неідентичність магнітних характеристик сердечників, і обмеженим швидкодією.

Транзисторні схеми «вертикального» управління практично безінерційна. Принцип «вертикального» управління полягає в порівнянні на нелінійному елементі-вузлі порівняння-змінної напруги, що надходить з вхідного пристрою, з деяким постійним напруженням. Як нелінійного елемента зазвичай використовується емітерний перехід транзистора. Формування керуючих імпульсів відбувається в момент рівності порівнюваних напруг.

Як змінної напруги може бути використано синусоїдальна напруга, що надходить з вхідного трансформатора, або пилкоподібна напруга, що надходить зі спеціального генератора. Регулювання фази імпульсів може проводитися як шляхом зміни значення постійної напруги, так і шляхом зміни швидкості наростання на генераторі пилкоподібних напружень.

Проміжний пристрій здійснює попереднє посилення сигналів, що надходять з фазосдвигающей пристрою. Найбільш часто в якості проміжного пристрою використовуються транзисторні підсилювачі, що працюють в ключовому режимі.

Транзисторний підсилювач зазвичай є одночасно вузлом порівняння фазосдвигающей пристрої: на вхід підсилювача надходить різниця постійного і змінного напруг.

Оскільки швидкість наростання змінної напруги на входах підсилювачів обмежена і є розкид в порогах їх спрацьовування, існує деякий розкид в моментах спрацьовування підсилювачів, що приводить до тимчасової асиметрії керуючих імпульсів.

Для зниження асиметрії керуючих імпульсів доцільно підвищувати коефіцієнт посилення транзисторного підсилювача і знижувати власний час його перемикання. Тому в проміжних пристроях зазвичай використовуються підсилювачі з позитивним зворотним зв'язком або блокинг-генератори, останні через низку перешкодостійкість широкого застосування в зварювальних випрямлячах не отримали.

Вихідний пристрій остаточно формує імпульси управління і передає їх на керуючі електроди силових тиристорів.

З огляду на те що в зварювальних випрямлячах катоди силових тиристорів зазвичай знаходяться під різними потенціалами, для подачі імпульсів на керуючі електроди силових тиристорів зазвичай використовуються ізолюючі імпульсні трансформатори. Застосування таких трансформаторів ускладнює передачу широких імпульсів, призводить до зниження крутизни передніх фронтів імпульсів, вимагає захисту напівпровідникових елементів каналу від перенапруг, що виникають при вільному спаданні магнітного потоку, накопиченого в роздільному трансформаторі під час імпульсу.

Слід зазначити, що імпульсні трансформатори передають на керуючі електроди тиристорів однополярні імпульси. При цьому імпульсні трансформатори працюють на приватному несиметричному гистерезисного циклу, в діапазоні індукції від залишкової В, до насичення Bs. Тому в якості матеріалу для магнітопроводів імпульсних трансформаторів може бути рекомендована холоднокатана електротехнічна сталь, що володіє високою магнітною проникністю і великим робочим діапазоном індукції Дб == Bs-Пн.

У силових схемах випрямлення, де катоди всіх тиристорів об'єднані (наприклад, шестифазний схема з зрівняльним дроселем) є можливість подачі імпульсів на керуючі електроди без імпульсних трансформаторів. Такі пристрої вільні від зазначених раніше недоліків.

Вихідний пристрій зазвичай містить токоогранічавающій елемент - резистор або конденсатор, зашунтірованний розрядних резистором. Параметри цього елемента вибираються в суворій відповідності з діаграмою управління тиристорів даного типу.

Часто вихідні пристрої забезпечуються додатковими джерелами живлення, що дозволяють посилити імпульси управління і збільшити їх тривалість. Зазвичай такі джерела живлення виконують одночасно і функції комутаторів, які розподіляють імпульси на два протифазних силових тиристора.

Як ключ, що визначає фазу керуючих імпульсів, в таких джерелах використовуються транзистори або малопотужні тиристори, управління ^ кото ^ ими проводиться з промежуточ-- ного пристрою.

Керуючі імпульси в вихідних пристроях з додатковими джерелами зазвичай мають форму відрізків напівхвилі

 



Розрахунок помилок при різних способах відбору | Тиристорні ЗВАРЮВАЛЬНИЙ ВИПРЯМЛЮВАЧ ЯК замкнутої системи АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЮВАННЯ
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати