Вопросы для самоконтроля
1. Составьте систему уравнений, описывающих схему АИН в одном из тактов 3...6.
2. Каким образом вводятся функции состояния схемы АИН?
3. Составьте систему уравнений, описывающих схему АИТ в одном из тактов 2...6.
Литература [1-9]
3.7 Модели неуправляемых и управляемых выпрямителей
Работа приведенного на рис.3.10 управляемого выпрямителя сводится к циклической смене двух типов состояний схемы:
1). Состояние проводимости, когда открыты два тиристора (тиристор VSA(a) анодной (а) группы фазы А и тиристор VSВ(к) катодной (к) группы фазы В) и нагрузка находится под линейным напряжением еАВ (рис.3.11,а);
2). Состояние коммутации, когда открыты три тиристора (тиристор VSA(a) анодной (а) группы фазы А, тиристор VSВ(к) катодной (к) группы фазы В и тиристор VSС(к) катодной (к) группы фазы С) и происходит коммутация токов в двух тиристорах (рис.3.11,б) – вводимом в работу VSС(к) и выводимом VSВ(к).
Рисунок 3.10 - Схема управляемого выпрямителя
На рис.3.11 открытые тиристоры изображены перемычками отмечены ток нагрузки iH, ток коммутации iК во вводимом в работу тиристоре VSС(к) и ток коммутации iδ в выводимом из работы тиристоре VSВ(к).
Рисунок 3.11 - Состояния схемы трехфазного мостового управляемого выпрямителя
Схема коммутации (рис.3.11,б) описывается системой уравнений:
или
(3.21)
Схема в состоянии проводимости (рис.3.11,а) описывается системой уравнений
(3.22)
Объединение выражений (3.21) и (3.22) для двух состояний схемы дает
(3.23)
где F1 и F7 - функции состояния схемы (ключи), принимающих значения 0 или 1, причем функцией F1 определяется интервал проводимости (при F1=1), а функцией F7 - интервал коммутации (при F7=1).
Обобщением выражения (3.23) на все возможные состояния схемы на рис.3.10 является
(3.24)
где eH=(F1-F4)eAB+(F3-F6)eBC+(F5-F2)eCA – обобщенная э.д.с., приложенная к нагрузке;
eK=(F1-F4)eBC+(F3-F6)eCА+(F5-F2)eAB – обобщенная э.д.с., действующая в цепи коммутации.
При моделировании удобно вместо аргумента – времени t использовать переменную фазы θ, которая связана с временем зависимостью θ=ωt. Тогда в системе (3.24) индуктивность L будет заменена на индуктивное сопротивление X в соответствии с соотношением X=ωt. Система (3.24) примет вид
(3.25)
Графики функций состояния F1…F7 приведены на рис.3.12. Функциями F1…F6 задаются интервалы проводимости схемы в разных ее состояниях, а функцией F7 задаются интервалы коммутации.
На рис.3.12 обозначено: α - угол управления выпрямителя, λ - угол проводимости в течение такта работы схемы, γ - угол коммутации тиристоров. Окончание коммутации тиристров определяется моментом времени, когда ток iδ обращается в ноль. На интервалах коммутации ненулевой является только функция F предыдущего интервала проводимости.
Модель неуправляемого выпрямителя является частным случаем управляемого, когда угол управления α равен 0.
Рисунок 3.12 - Функции состояния схемы, значения ен и ек на интервалах проводимости и значения углов α, γ и λ