 |
3.2 Силовые преобразователи, как элемент САР
|
|
|
|
3. 2 Силовые преобразователи, как элемент САР
 |
В качестве силовых преобразователей в системах АЭП постоянного тока применяются преобразователи следующих групп:
а) электромашинные преобразователи
1) генератор постоянного тока (ГПТ);
2) электромашинный усилитель (ЭМУ) (РЭМУ £ 11кВт; PГПТ » 100МВт).
Эти преобразователи применяются в старых системах АЭП, либо в мощных уникальных системах АЭП (используют ГПТ, Р ³ 10МВт).
б) магнитовентильные преобразователи
- силовой магнитный усилитель (100Вт ¸ 100кВт);
в) ионные преобразователи;
- ртутные вентили, игнитроны (100кВт ¸ 10МВт);
г) полупроводниковые преобразователи
1) транзисторные (до 300кВт);
2) тиристорные (до 25МВт).
Полупроводниковые преобразователи преобразуют:
– нерегулируемое постоянное в регулируемое постоянное напряжение (ШИП, 1Вт ¸ 300кВт);
 |
– нерегулируемое переменное в регулируемое постоянное напряжение (ведомые сетью управляемые выпрямители, 100Вт ¸ 25МВт).
ШИП (широтно-импульсный преобразователь)
Регулирование выходного напряжения в ШИП осуществляется за счет изменения скважности (относительно продолжительности включенного состояния).
Транзисторы в этих преобразователях работают в ключевом режиме, а тиристоры должны иметь узлы искусственной коммутации.
Нереверсивный ШИП представлен на рисунке 3. 17, где VD2 – защищает транзистор от перенапряжения.
Режим непрерывного тока (РНТ) – квазиустановившийся режим приведен на рисунке 3. 18, где g – относительная продолжительность включенного состояния.
f0 = 500Гц –10кГц;
g = 0¸ 1;
Еd = 0¸ E0;
.
Структурная схема ШИМ приведена на рисунке 3. 19, где приняты обозначения: СУ – система управления ШИП; СЦ – силовая цепь.
|
|
|
 |
В соответствии с рисунком 3. 19, можно построить регулировочную характеристику (см. рисунок 3. 20).
|
Рисунок 3. 20
 |
Внешняя характеристика представлена на рисунке 3. 21, где приняты обозначения: РПТ – режим прерывистых токов; РНТ – режим непрерывных токов.
– звено чистого запаздывания.
Разложим в 
ряд
.
 |
Как правило, для увеличения помехоустойчивости системы, на входе ШИП ставят фильтр (см. рисунок 3. 23).
 |
,
где ТФ = (1 ¸ 5)мс, ТФ > > t.
.
На объектах с большой инерционностью, инерционностью самого ШИП можно пренебречь
.
Область применения ШИП – быстродействующие системы АЭП.
Управляемые выпрямители
Регулирование выходного напряжения ведомых сетью тиристорных преобразователей осуществляется за счет задержки включения тиристоров относительно точки естественного включения (a – угол управления).
aMIN £ a £ aMAX,
где aMIN = (10¸ 15)0эл, чтобы не перескочить за точку естественной коммутации;
aMAX = (150¸ 165)0эл, чтобы не было опрокидывания инвертора.
Базовой схемой является мостовая (1кВт¸ 1МВт), m2 = 6 (пульсность выходных напряжений гармоник входного тока: 5, 7, 11, 13 и т. д. ). Применяется параллельное соединение двух мостов (1МВт¸ 6. 3МВт), m2 = 12 (пульсность выходных напряжений гармоник входного тока: 1, 11, 13, 23, 25 и т. д. ). Более 6, 3МВт применяется схема m2 = 24 (гармоники входного тока: 1, 23, 25, 47, 49 и т. д. ).
Внешняя характеристика неуправляемого выпрямителя представлена на рисунке 3. 24, где принято обозначение – ОХИ – ограничительная характеристика инвертора.
РНТ: 
;
ОХИ: 
,
где d – угол выключения тиристора, при d = 10 эл. град. – восстановление запирающих свойств выключенного тиристора.
На рисунке 3. 25 представлена структурная схема ведомого сетью тиристорного преобразователя, где приняты обозначения: ТП – тиристорный преобразователь; УВ – управляемый выпрямитель; СИФУ – система импульсно-фазового управления; СЧ – силовая часть. В соответствии с рисунком 3. 25, регулировочные характеристики ведомых сетью тиристорных преобразователей будут иметь вид, представленный на рисунке 3. 26.
|
|
|
| Рисунок 3. 26 |
|
|
|
