3.3.1. Ограничения на формирование импульсов управления

Между интервалами работы преобразователя, зависящими от моментов подачи управляющих импульсов, должны быть установлены определенные соотношения. Так, продолжительность интервалов –  и – 2, определяемая углом запаса  инвертора, должна быть больше времени, необходимого для закрытия и восстановления управляющих свойств ранее проводивших ток тиристоров. В противном случае в начале следующего полупериода при смене полярности напряжения вторичной обмотки трансформатора эти тиристоры окажутся в проводящем состоянии и создадут контур тока, в котором полярность эдс генератора и напряжение вторичной обмотки трансформатора совпадают. Такой режим работы преобразователя является аварийным и называется опрокидыванием инвертора. Он сопровождается протеканием в цепи инвертора тока короткого замыкания. Таким образом, импульсы управления  должны подаваться так, чтобы после окончания коммутации  (интервалы и ) до конца полупериода тиристоры ВИП восстановили свои управляющие свойства.

Работа преобразователя на второй и третьей зонах рекуперации принципиально не отличается от работы на четвертой зоне. В соответствии с алгоритмом работы преобразователя на рис. 3.10, 3.11 представлены мгновенные схемы замещения преобразователя на отдельных интервалах его работы, кривые напряжения инвертора для этих зон регулирования показаны на рис. 3.8, б, в.

Алгоритм работы преобразователя на первой зоне регулирования несколько отличается от работы ВИП на высших (2-4) зонах регулирования. Схемы замещения преобразователя и диаграммы напряжения инвертора для этой зоны регулирования приведены на рис. 3.8, а и 3.9.

На первой зоне регулирования напряжение инвертора определяется напряжением только секции I трансформатора. Инвертирование осуществляется за счет подачи соответствующих импульсов управления на тиристоры плеч в соответствии с алгоритмом работы преобразователя (рис 3.1).

На интервале времени при полярности напряжения трансформатора, показанной штриховой линией (рис. 3.3), ток рекуперации замыкается под действием эдс генератора через вентили и секцию I трансформатора. При > 90 эл. град большую часть интервала ( – ) (рис. 3.8, а) направления напряжений генератора и трансформатора противоположны, что свидетельствует о передаче электрической энергии от генератора Г к трансформатору. В момент времени при отрицательной полярности напряжения подаются импульсы управления на тиристорные плечи и происходит коммутация тока на интервале .

Во время коммутации напряжение на входе инвертора равно нулю, поскольку вторичная обмотка трансформатора оказалась закороченной коммутируемыми вентилями. В цепи индуктивности генератора и сглаживающего реактора не происходит накопления магнитной энергии для поддержания тока на последующих интервалах работы преобразователя.

После окончания коммутации тиристоры находятся в проводя­щем состоянии, поэтому на послекоммутационном интервале на­пря­же­ние на входе инвертора становится положительным и совпадает с направ­лением напряжения генератора. На следующем временном интервале 0 –  (2 – ) при смене полярности напряжения конфигурация схемы ВИП остается неизменной, поэтому ток по-прежнему протекает через вентили . Направление тока и напряжения становятся противоположными. На оставшихся до конца полупериода временных интервалах и также происходит восстановление управляющих свойств тиристоров.

Для полупериода работы инвертора, соответствующего полярности напряжения , показанной сплошной стрелкой (см. рис. 3.8, а), электромагнитные процессы в схеме ВИП аналогичны рассмотренным ранее. Импульсы управления подаются, согласно алгоритму работы, на тиристорные плечи . После окончания коммутации на эти же тиристорные плечи с опережением на угол  подаются импульсы управления для их надежного открытия при малых токах рекуперации.

Из анализа работы инвертора на первой зоне регулирования следует, что для управления мостовой схемы инвертора из тиристоров достаточно только подачи импульсов управления _р. Однако при работе инвертора с большими значениями _р и малыми токами нагрузки для уверенного включения тиристоров в конце полупериода на них дополнительно подаются импульсы управления .

Следует отметить, что в отличие от режима тяги, в кривой напряжения инвертора на первой зоне регулирования отсутствуют нулевые интервалы с , переход от одного активного интервала к другому происходит только во время коммутации . В этой связи при уменьшении угла регулирования ( < 90 эл. град.) на большей части полупериода напряжение становится положительным и имеют согласное направление с током . Среднее значение напряжения становится положительным, т. е. по существу инвертор переходит в выпрямительный режим работы.

Выводы

1. Минимальный угол открытия тиристов ₀ и максимальное значение угла регулирования _р мах определяются минимальным анодным напряжением на тиристорах, необходимым для их надежного открытия.

2. Минимальная фаза импульсов управления _р мin ограничена процессами сетевой коммутации в выпрямительно-инверторном преобразователе.