Управляемый выпрямитель, как звено

При анализе статических свойств управляемого выпрямителя его структурную схему удобно представить в виде двух последовательно включенных звеньев (рисунок 4): системы импульсно-фазового управления (СИФУ) и собственно тиристорного преобразователя (силового блока). Входным сигналом СИФУ является напряжение управления U_у , которое преобразуется в угол регулирования тиристоров α и определяет среднее значение выпрямленного напряжения U_d на выходе силового блока.

kСИФУ

kТП

UУ

Ud

α

Рисунок 4

Коэффициент передачи СИФУ представляет собой отношение приращения угла регулирования к приращению напряжения управления.

(34)

Коэффициент передачи собственно тиристорного преобразователя есть отношение приращения среднего значения выпрямленного напряжения к приращению угла регулирования тиристоров

(35)

Общий коэффициент усиления управляемого выпрямителя представляет собой отношение приращения среднего значения выпрямленного напряжения к приращению напряжения управления

(36)

и в соответствии со структурной схемой

(37)

Методика определения коэффициента усиления тиристорного преобразователя зависит от вида статической характеристики СИФУ. К настоящему времени разработано множество вариантов СИФУ с различными принципами фазосмещения. Для их реализации используются аналоговые или цифровые элементы.

В том случае, когда характеристика системы импульсно-фазового управления линейна, коэффициент усиления преобразователя целесообразно рассчитывать по выражению (33), определив предварительно коэффициенты передачи отдельных звеньев k_ТП и k_СИФУ. При расчете коэффициента передачи СИФУ в выражение (30) подставляют произвольное значение приращения угла отпирания, для которого известна величина приращения напряжения управления. Для определения коэффициента передачи собственно тиристорного преобразователя строится характеристика Еd =f(α). Вид этой характеристики зависит от схемы выпрямления и характера нагрузки. Обычно при анализе работы схем на активно-индуктивную нагрузку величину индуктивности нагрузки Lн принимают бесконечно большой, что позволяет значительно упростить основные расчетные соотношения. Рабочие участки на характеристике выбирают аналогично рассмотренному выше. Искомый коэффициент передачи расчитывается по выражению.

В некоторых преобразователях используются системы импульсно-фазового управления с так называемым арккосинусоидальными характеристиками, что позволяет получить линейную в пределах рабочего диапазона зависимость Ed = f(Uy). В этом случае при определении общего коэффициента усиления тиристорного преобразователя в формулу (30) подставляют произвольное значение угла отпирания, для которого известна величина приращения напряжения управления.

Тиристорный преобразователь как элемент структурной схемы электропривода в динамических режимах имеет свойства инерционного звена с передаточной функцией

(38)

Величина постоянной времени зависит от множества факторов, учет которых представляется очень сложным. Поэтому в практических расчетах величину принимают в пределах от 0,005 до 0,015 с.