4. Задача № 25.

1. Синхронное сифу преобразователя. Назначение. Функциональная схема. Способы управления преобразователя.

Синхронные СИФУ в настоящее время получили наибольшее распространение. Для удобства анализа работы СИФУ многофазных ТП нумерация тиристоров в вентильных группах выполняют в соответствии с очередностью их открывания, начиная отсчет от фазы А. Например, для мостовой (или для сдвоенной 3-х фазной нулевой с УР) одна группа нумеруется VS1 VS3 VS5 (катодная) другая VS2 VS4 VS6 (анодная).

В зависимости от связи СИФУ с сетью (синхронизация) их разделяют на синхронные и асинхронные. Синхронный способ характеризуется отсчётом угла под определённой фазой питающей сети. Обычно от точки естественной коммутации:

_I – угол подачи i-го импульса управления.

p – пульсность.

_нач – угол начала отсчёта фазы по отношению к напряжению сети.

₁ – регулируемый угол задержки.

В синхронных СИФУ диапазон возможных значений угла открывания  жёстко привязан к анодному напряжению на тиристорах. Это связь осуществляется через опорный сигнал, который формируется с помощью анодного напряжения.

Основу СИФУ составляет блок управления, предназначенный обычно для управления 1-ним (нулевая) или 2-мя (мостовая) тиристорами. В состав БУ входят:

Г ОН – генератор опорного напряжения

НО – нуль-орган, регулирующий фазу отпирающего импульса.

ФСУ – фазосдвигающее устройство

ФИ и УИ, вырабатывающие,необходимые для открывания тиристоров импульсы.

На вход генератора опорного напряжения ГОН подается сигнал пропорциональный опорному напряжению U₂ или вторичной ЭДС e₂ силового трансформатора U_a(e₂) определяют формирование U_оп которое в преобразователях может иметь линейную пилообразной или косинусоиальной формы.

Нуль-орган сравнивает опорный сигнал с напряжением управления U_y. В момент равенства U_оп и U_у формирователь импульсов вырабатывает импульс который подаётся на тиристор. Причём U_оп формируется таким образом что бы при i_у=0 ЭДС на выпрямляющем преобразователе E_d=0. Для этого фазу U_оп сдвигают относительно U_a на угол /m, где m – число фаз.

Если число ФСУ равно числу тиристоров то такая система называется многоканальной. Если же используется одно ФСУ в котором формируется и сдвигается сигнал для управления всеми тиристорами то такая система называется одноканальной. В ней сигналы ФСУ с помощью распределителя импульсов направляются на формирователи импульсов каждого тиристора. Наибольшее распространение получили синхронные пилообразные СИФУ.

Для реализации зависимости αi(Uу) применяют способы тангенциального и вертикального управления.1-ый способ состоит в интегрировании сигнала управления от момента синхронизации. Угол задержки α пропорционален времени изменения интеграла до заданного уровня (напряжения перемещении). Этот способ применяется в простейших маломощных ТП.

Современные СИФУ строятся главным образом по вертикальному принципу. В таких СИФУ происходит сравнение Uоп и Uу, и при их равенстве на выходе генератора импульсов формируется выходной импульс. При изменении управляющего напряжения, осуществляется сдвиг во времени выходного импульса, относительно вторичной ЭДС (Ua)e2,т.е. регулируется фаза открывающая импульс (α).Синхронизация напряжений Uоп и (Ua)e2 выполняется таким образом,чтобы при Uоп=0 α=90°,что дает Ed=Edo*cosα-для режима непрерывного тока.

Для выполнения этого условия фазовый сдвиг между опорным напряжением и вторичной ЭДС,для любого тиристора с номером i должен:

∆φi=φопi-φ2т=π/m

Синхронные СУ могут быть одно и многоканальными. В многоканальной системе регулирование угла α осуществляется от общего управляющего напряжения с индивидуальной синхронизацией для каждого канала. Количество каналов равно числу тиристоров(или числу плеч для мостовой схемы в системе преобразователя) Многоканальная получила большее распространение благодаря применимости для различного типа преобразователей. Однако в таких системах предъявляются повышенные требования к идентичности регулировочных характеристик ФСУ отдельных какалов во всем диапазоне изменения управляющего напряжения.

Различия регулировочных характеристик приводит к отличию углов α по каналам управления тиристорами, что создает в управляемых выпрямителях дополнительные низкочастотные пульсации выпрямленного напряжения.

В одноканальной системе управления регулирования угла α производиться по одному каналу с помощью общего ФСУ, импульсы которого затем распределяются по цепям формирования запускающих импульсов для каждого из тиристоров преобразователя. Благодаря применения общего ФСУ одноканальная система способна обеспечить получение симметричных импульсов по всем тиристорам. Однако из-за усложнения системы управления, особенно для реверсивных преобразователей и НПЧ одноканальный способ управления применяется редко