Полупроводниковые СИФУ.

Полупроводниковые СИФУ обладают таким неоспоримым преимуществом по сравнению с электромагнитными СИФУ, как значительно лучшие массогабаритные показатели..

Принцип действия заключается в так называемой синхронизации двух входных сигналов:

1. Управляющий входной сигнал U_у.вх

2. Опорный сигнал (опорное напряжение) U_оп

Структурная схема полупроводниковой синхронной СИФУ изображена на рисунке 28а графического приложения.

Здесь фазосдвигающее устройство состоит из генератора опорного напряжения и нуль органа. Как правило генератор опорного напряжения преобразует синусоидальное напряжение сети в напряжение пилообразной формы. Иногда в качестве опорного напряжения применяется опорное синусоидально-сетевое. В этом случае отпадает необходимость в использовании генератора пилообразного напряжения. НО предназначен для сравнения входного опорного напряжения с входным управляющим напряжением. Входное управляющее напряжение представляет из себя постоянное идеально сглаженное напряжение, которое может изменяться по величине. Рис.20 Управляющее входное напряжение.

Рис.20 Управляющее входное напряжение.

wt

Рис.21 Опорное синусоидальное напряжение.

Рис.22 Опорное пилообразное напряжение.

В тот момент, когда управляющее входное напряжение равно мгновенному значению опорного напряжения (точка пересечения U_оп(t) и U_увх (t)) на входе нуль- органа появляется сигнал в виде кратковременного импульса. Этот сигнал затем усиливается по амплитуде с помощью усилителя и в заданный момент времени подается на управляющий электрод силового ключа.

Диаграмма мгновенных значений, иллюстрирующая работу такой системы, представлена на рисунках 28б,в (графического приложения).

Момент подачи управляющего импульса соответствует углу управления . Для определения соотношения трех величин угла управления , U_оп и U_увх выберем вариант, когда опорное напряжение представляет из себя синусоидальное напряжение сети U_оп=U_сети, т.е..

Очевидно, равенство u_оп=u_увх будет наступать тогда, когда т.е. когда , т.е. ; отсюда:

Если начальную фазу опорного напряжения сместить на , то тогда с учетом этого будет равняться :

Если это выражение подставить в уравнение регулировочной характеристики управляемого выпрямителя работающего на индуктивную нагрузку, получим:

Для обеспечения начальной фазы опорного напряжения, равной используют согласующие трансформаторы специальной конструкции.

Рассмотрим один из вариантов автоматизированной системы УСП-Д, который представлен на рисунке 14 графического приложения.

Схема состоит из управляемого выпрямителя, включающего в себя три силовых ключа Т1,Т2,Т3, и обеспечивающее эквивалентное число фаз m=3 (трехфазный однополупериодный выпрямитель).

Управляемый выпрямитель подключен к трехфазной сети через входной (согласующий) трансформатор. Для сглаживания пульсаций выходного тока используется низкочастотный L-фильтр (дроссель Др.).

В качестве системы управления используется трехканальная электромагнитная система управления в каждую фазу которой включены мостовое ФСУ и пик-дроссель.

Число каналов управления в данном случае равно числу силовых ключей. В общем случае такие системы управления называют многоканальными.

Существуют также одноканальные системы управления, особенностью которых является то, что на n силовых ключей система управления содержит одно ФСУ, от которого сигналы управления передаются на каждый силовой ключ. Однако одноканальные системы являются существенно более сложными, чем многоканальные, хотя и обеспечивают большую точность управления.

Рассмотрим работу системы УСП-Д в двигательном режиме , в режиме пуска и в тормозных режимах.