2.2. Визначення передавальної функції тиристорного випрямляча

Живлення обмотки збудження виконує тиристорний випрямляч з лінійним опорним сигналом в системі імпульсно-фазного керування. Опорний сигнал одержують інтегруванням постійної напруги за половину періоду напруги, живлячої тиристорний випрямляч мережі. Для n-го інтервалу роботи тиристорного випрямляча опорний сигнал характеризується такою аналітичною залежністю:

(2.4)

де Т₀ – стала часу інтегратора;

θ – змінна кутова координата.

Кут відкривання чергового тиристора випрямляча визначається умовою перемкнення компаратора в системі керування:

(2.5)

На підставі цієї умови функціональна залежність кута керування тиристорного випрямляча від величини напруги U_y, має вигляд:

, (2.6)

де

Середнє значення вихідної напруги тиристорного випрямляча при куті керування :

(2.7)

В керованому режимі середнє значення вихідної напруги для неперервного струму в колі обмотки збудження:

, (2.8)

де - кут керування тиристорного вимикача;

- середнє значення вихідної напруги тиристорного випрямляча при куті керування .

Тоді вираз регулювальної характеристики тиристорного випрямляча буде:

(2.9)

Неперервний струм в обмотці збудження зберігається до кута регулювання тиристорного випрямляча, величина якого визначається як:

, (2.10)

де - параметри обмотки збудження, ,

,

Визначаємо максимальну величину управляючої напруги U_y для режиму неперервного струму в обмотці збудження:

(2.11)

Розрахунок регулювальної характеристики тиристорного випрямляча виконується за формулою (2.9) підстановкою U_y від нуля до U_{y max}. Результати розрахунків записуємо в таблицю 1 і будуємо графік регулювальної характеристики рисунок 5.

Таблиця 1 – Розрахунок регулювальної характеристики.

Uy	0	0,33	0,66	0,99	1,32	1,65	1,98	2,31	2,64	2,97	3,3	3,63	3,96	4,29	4,62	4,98
α	0	5,94	11,88	17,82	23,76	29,7	35,64	41,58	47,52	53,46	59,4	65,34	71,28	77,22	83,16	89,81
Udα	101,28	100,74	99,11	96,42	92,7	87,97	82,31	75,76	68,4	60,3	51,56	42,26	32,51	22,4	12,06	0,34

Рисунок 5 – Регулювальна характеристика тиристорного випрямляча

В усталеному режимі на обмотку збудження для забезпечення струму від тиристорного випрямляча подається напруга :

, (2.12)

де

тоді

Використовуючи формули (2.9) та (2.12), розраховують величину

напруги управління U_y0 в усталеному режимі:

(2.13)

Лінеаризуємо регулювальну характеристику методом дотичної в робочій точці. В результаті виконання цієї операції тиристорний випрямляч заміняється лінійним елементом з коефіцієнтом підсилення:

(2.14)

Одержану величину коефіцієнта підсилення перевіряють графічним методом.

,

де відхилення задають симетрично .

Для поліпшення завадостійкості тиристорного випрямляча на вході його системи імпульсно-фазового управління встановлюють фільтруючу ланку з передавальною функцією

Враховуючи особливості динамічних параметрів на структурній схемі системи автоматичного регулювання, передавальна функція керованого випрямляча має вигляд передавальної функції аперіодичної ланки із запізненням:

, (2.15)

де - постійна часу фільтра - з вихідних даних.

Шунт для вимірювання струму обмотки збудження вибирають згідно з його величиною А. Шунт вибираємо на струм

Опор шунта розрахуємо як: