Широтно-импульсный преобразователь (ШИП)

Широтно-импульсный преобразователь (ШИП) служит для преобразования нерегулируемого постоянного напряжения в регулируемое постоянное напряжение.

Рис. 4. Блок - схема широтно-импульсного преобразователя

ШИМ – это широтно - импульсный модулятор характеризуется скважностью .

. (1)

- длительность импульса;

- длительность паузы;

- период ШИМ.

. - частота ШИП.

Рис. 5. Принцип действия широтно-импульсного преобразователя

ШИП имеет следующие характеристики:

1. Характеристика управления ШИП;

2. Регулировочная характеристика ШИП;

3. Выходные (внешние) характеристики ШИП;

4. Динамическая характеристика ШИП.

Частотно-импульсный преобразователь (ЧИП)

Частотно-импульсный преобразователь (ЧИП) служит для преобразования нерегулируемого постоянного напряжения в регулируемое постоянное напряжение.

ЧИМ – это частотно - импульсный модулятор.

Рис. 6. Блок - схема частотно-импульсного преобразователя

ЧИМ имеет следующие характеристики:

1. Характеристика управления ЧИП

2. Регулировочная характеристика ЧИП

3. Выходные (внешние) характеристики ЧИП

4. Динамическая характеристика ЧИП

Характеристика управления показана на рис. 7 Аналитически характеристика описывается формулой .

Рис. 7. Характеристика управления ЧИП

Тиристорный регулятор напряжения

Тиристорный регулятор напряжения (ТРН) служит для преобразования нерегулируемого переменного напряжения в регулируемое переменное напряжение.

Тиристорный регулятор напряжения имеет следующие характеристики:

характеристика управления СИФУ ТРН;

регулировочная характеристика ТРН.

Рис. 8. Характеристика управления СИФУ ТРН

Рис. 9. Регулировочная характеристика ТРН

Преобразователь частоты (ПЧ)

Преобразователь частоты (ПЧ) служит для преобразования нерегулируемого переменного напряжения в переменное регулируемое напряжение с регулируемой частотой.

Рис. 10. Характеристика управления ПЧ

По характеристике видно, что выходная частота ТПЧ ограничена и снизу (fмин), и сверху (fмах). Ограничение сверху обусловлено тем, что управляемый двигатель рассчитан на определенную частоту, превышать которую намного нельзя из-за возможных механических повреждений двигателя вследствие увеличения его частоты вращения выше номинальной.

Из динамических характеристик выделим передаточную функцию ТПЧ, которая представляет собой произведение передаточных функций управляемого выпрямителя, сглаживающего фильтра и автономного инвертора.

W(p)=Wув(p)*Wф(p)*Wи(p). (2)

. (3)

где Кув,Ки - коэффициенты усиления УВ и АИ,

T1,T2 - постоянные времени запаздывания УВ и АИ,

T - малая постоянная времени управления УВ,

Tф - постоянная времени сглаживающего фильтра.

Характеристики СП

Передаточную функцию силового преобразователя (СП) можно записать в следующем виде:

. (4)

где К - коэффициент усиления СП, определяемый по регулировочной характеристике,

Tу - малая постоянная времени системы управления СП,

T - время запаздывания прохождения сигналов в СП, связанное с неполной управляемостью вентилей.

При оценке динамических свойств можно пренебречь некоторыми явлениями в СП.

1. постоянной времени Ту системы управления СП;

2. временем запаздывания Т прохождения сигналов в СП, связанное с неполной управляемостью вентилей;

3. постоянной времени Ту системы управления СП и временем запаздывания Т прохождения сигналов в СП, связанное с неполной управляемостью вентилей.

. (5)

2. Пренебрегаем постоянной времени Ту системы управления СП и получим

3. Пренебрегаем временем запаздывания Т прохождения сигналов в СП, связанное с неполной управляемостью вентилей, и получим

4. Пренебрегаем постоянной времени Ту системы управления СП и временем запаздывания Т прохождения сигналов в СП, связанное с неполной управляемостью вентилей, и получим .

Характеристики управления СП можно в математических моделях представить:

1. линейными;

2. нелинейными.

Рис. 11. Линейная характеристика управления СП

Учет нелинейных свойств СП можно произвести с помощью характеристик.

Рис. 12. Нелинейная характеристика СП

Коэффициент передачи СП с характеристикой на рис. 12 является переменным