Разработка и проектирование тиристорного преобразователя для электропривода
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
? это показано на рис. 4, либо логическую схему, передающую информационный сигнал в узел высокочастотный трансформаторной системы разделения цепей.
Рис. 4. Структурная схема драйвера IGB транзистора:
I - входной узел;
II - узел согласования; III - выходной узел; 1, 2 - клеммы входного сигнала; 3, 6 - клеммы для подключения источника питания; 4, 5 - клеммы выходного сигнала
Узел согласования представляет собой один или несколько ключевых транзисторов, преобразующих уровень информационного сигнала. Основные требования к узлу согласования - высокий коэффициент усиления по току и повышенное быстродействие.
Входные узлы и узлы согласования драйверов IGB транзисторов строятся по идентичным схемам. Схема построения выходного узла зависит от схемы цепи управления силового ключа и временных параметров режима его управления.
7. Построение внешней и регулировочной характеристики преобразователя
Регулировочные и внешние характеристики реверсивного преобразователя в непрерывном режиме представлены на рис. 5. Они аналогичны характеристикам нереверсивных преобразователей, но учитывают наличие двух комплектов вентилей с противоположным направлением токов и напряжений. В реверсивном преобразователе имеется угол amax, который выбирается из условий инвертирования, чтобы не произошло опрокидывание инвертора. Чтобы произвести реверс, необходимо вначале произвести рекуперативное торможение, при этом двигатель переходит в генераторный режим, напряжение мгновенно изменяться не может, а ток проходит через 2-й комплект, работающий в инверторном режиме. На рис. 5б при этом происходит переход из точки 1 в точку 2.
Переход из точки 1` в точку 2` невозможен из-за опрокидывания инвертора. Поэтому в выпрямительном режиме вводится угол amin из условий предотвращения опрокидывания инвертора.
Рис. 5. Внешние, ограничительные (а) и регулировочные (б) характеристики реверсивного преобразователя. Участки внешних характеристик в прерывистом режиме при раздельном управлении даны пунктиром
Изменение направления тока в нагрузке, необходимое на практике (например, реверсивный электропривод), может быть осуществлено без применения переключающих аппаратов. Для этого достаточно иметь два комплекта вентилей тиристорных преобразователей, каждый из которых обеспечивает протекание тока только в одном направлении.
Наибольшее распространение в трехфазных мостовых схемах выпрямления получила встречно-параллельная схема соединения комплектов вентилей, так как в ней используется более простой двухобмоточный трансформатор (рис. 6, а), и, кроме того, она допускает применение бестрансформаторного питания вентильных комплектов непосредственно от сети трехфазного тока.
В зависимости от полярности напряжения на нагрузке Н и направления тока IН в ней в реверсивном тиристорном преобразователе возможны следующие режимы:
. Напряжение и ток в нагрузке совпадают и имеют прямое направление - первый комплект вентилей УВ1 работает в выпрямительном режиме. При этом угол управления а1 у вентилей этого комплекта 0 < а1 < 90, и нагрузка потребляет энергию.
. Напряжение на нагрузке обратное, но ток в нагрузке продолжает протекать в прямом направлении - комплект УВ1 работает инвертором (90 < а1 < 180). Энергия из цепи нагрузки отдается в сеть.
. Напряжение и ток нагрузки обратные - комплект УВ2 работает выпрямителем (0 < а2 < 90), и нагрузка потребляет энергию.
. Напряжение на нагрузке прямое, а ток обратный - УВ2 работает в инверторном режиме (90 < а2 < 180), и нагрузка отдает энергию в сеть.
Перевод тиристорного преобразователя и нагрузки из одного режима в другой осуществляется путем воздействия на углы управления вентильными комплектами.
Рис. 6. Схемы реверсивных преобразователей:
а - встречно-параллельная;
Рис. 7. Регулировочная характеристика реверсивного преобразователя
В реверсивных тиристорных преобразователей необходимо, чтобы переход тока от одного вентильного комплекта к другому переходил без пауз, ухудшающих динамические характеристики тиристорных преобразователей, и чтобы в контуре, образованном обеими группами (в схемах на рис. 6 этот контур показан стрелками), уравнительный ток, бесполезно загружающий вентили и трансформатор, был бы сведен к минимальному значению.
Эти требования выполняются, если равны постоянные составляющие напряжений комплекта, работающего в выпрямительном либо в инверторном режиме, и другого комплекта, через который в данный момент времени ток нагрузки не проходит и управление которым подготовлено соответственно к инверторному или выпрямительному режиму.
Зависимость средних значений напряжений каждого из комплектов вентилей от углов управления этими комплектами а и в (регулировочная характеристика) при непрерывном токе нагрузке и принятом допущении, что коммутация мгновенная, определяется косинусоидальным законом (рис. 7)
Uda = Ud0 cos a; Udfj = Ud0 cos p.
При равенстве средних значений напряжений Uda = Udp будем иметь а = ?. Если учесть, что для инверторного режима ?= 180 - a (см. рис. 7), то
+ a2 = 180,
где a1 и a2 - углы управления первого и второго комплектов вентилей, отсчитываемые от точки естественного отпирания.
В случае, когда управляющие импульсы подаются одновременно на вентили обоих комплектов тиристорных преобразователей, а углы управления соотв?/p>