СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ. ФАЗОСМЕЩАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Схемы / Прочие схемы
Administrator
1 659
16-04-2017, 00:49
0

Фазосмещающее устройство (ФСУ) является преобразователем управляющего сигнала иу в угол управления а, отсчитываемого от момента естественного отпирания. Наиболее распространены ФСУ, в которые вводится информация о текущем значении фазы напряжения сети. Работа таких ФСУ непосредственно синхронизируется питающей сетью, и они называются синхронными (СФСУ). Могут использоваться как в разомкнутых, так и в замкнутых контурах управления. В последнем случае на вход СФСУ подается сигнал и=иу+и_ос. Наибольшее распространение получили СФСУ с развертывающим сигналом, называемые СФСУ вертикального типа. Они состоят из генератора опорного напряжения (ГОН), работа которого синхронизируется сетью, и компаратора К (рис.27,а), на вход которого поступают управляющее и опорное напряжения. Компаратор фиксирует равенство и_у и и_оп, в этот момент компаратор переключается, и формируется импульс управления ИУ (рис.27,6, в), подаваемый на управляющий электрод тиристора.

В СФСУ вертикального типа используют две формы опорного напряжения - косинусоидальную (рис.27,6) и линейную (рис.27,в). В первом случае угол управления определяется как а=агс- cos(Uу/U_m), где и_т - амплитуда косинусоидального напряжения. Во втором случае а=/и_т. Зависимость угла а от управляющего напряжения называется фазовой характеристикой ФСУ. Она приведена на рис.28 для указанных выше двух случаев (1 - для косинусоидального напряжения, 2 - для линейного).

Достоинством СФСУ вертикального типа является максимальное быстродействие системы управления, поскольку управляющий сигнал подается без усреднения и запаздывания.

На рис.29 приведена схемная реализация СФСУ вертикального типа на базе интегральных микросхем. Режим косинусоидального или линейного опорного напряжения выбирается ключом Кл. В положении 1 (косинусоидальный) компаратор А1 фиксирует полярность напряжения сети (рис.30,а): при положительной полуволне на выходе А1 формируется отрицательный импульс и, и ключ V заперт. Напряжение сети интегрируетсяинтегратором на операционном усилителе А2, и при выборе постоянной времени 1С = 1/и напряжение на выходе А2 определяется как амплитуда входного напряжения (рис.30,6). На выходе интегратора напряжение и_и суммируется с постоянным напряжением и_п, в результате получается опорное напряжение косинусоидальной формы (рис.30,в). На компараторе А3 и_оп сравнивается с управляющим напряжением иу, и на формирователе (устанавливается после А3 и на рис.29 не показан) формируется импульс и_к(рис.30,г), который поступает на управляющий электрод силового тиристора.

Во второй половине периода на входе А1 присутствует отрицательное напряжение, на выходе - положительный импульс, который отпирает ключ V, конденсатор С закорачивается, и и_и=0. При этом срабатывания компаратора А3 не происходит (рис.30,в, г), импульс и_кне формируется. В выпрямителе в это время включаются другие тиристоры, для которых используют другие каналы управления (рис.29).

В схеме рис.29 ГОН выполнен на А2, который как интегратор осуществляет сдвиг сетевого напряжения на п/2 и фильтрует сетевое напряжение при наличии искажений.

При переключении ключа Кл в положение 2 та же схема формирует линейно-падающее опорное напряжение =-10 Амплитуда этого напряжения должна быть равна 2и_т, для этого необходимо выполнить равенство t=T/2, где Т - период сетевого напряжения. Тогда напряжение источника ио = 2и_т/п.

На выходе интегратора А2 формируется опорное напряжение и_оп=и_и+и_т, которое сравнивается с управляющим напряжением на компараторе А3. Во второй половине периода схема функционирует так же, как и для случая косинусоидального напряжения.

На основании этого мною разработана схема ФСУ вертикального типа, показанная на рис.31. Операционные усилители DA1-DA3 применены быстродействующие типа К140УД11, имеющие защиту от перенапряжений по входу и защиту от КЗ по выходу. Выбираем и_т=9 В, тогда ио=2и_т/п=5,7 В, и_с=6,4 В. Резистор 1?3 и конденсатор С3 рассчитываются из равенства Р3С3=1 /и=0,003. ФСУ можно также построить на однови- браторе, эта схема описана в моей статье [1].

Литература