Расчет характеристик тиристорного преобразователя

Выпрямленная ЭДС ТП  является функцией угла регулирования , который отсчитывается от точки естественного включения вентилей, и в режиме непрерывного тока определяется общим уравнением регулировочной характеристики:

Регулировочная характеристика ТП  имеет вид:

Зависимость (3.2) позволяет проверить правильность выбора трансформатора по вторичному напряжению: номинальному напряжению мотора должен соответствовать номинальный угол управления ,

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя с пилообразным опорным напряжением СИФУ приведена на рисунке 3.1 (таблица 3.1).

Рисунок 3.1 – Регулировочные характеристики

Таблица 3.1 – Зависимость ЭДС ТП и напряжения

на якоре электродвигателя от угла регулирования

3.2 Построение фазовой характеристики СИФУ

Вид фазовой характеристики СИФУ  полностью определяется формой опорного напряжения. При линейно изменяющемся опорном напряжении изменению угла ∆  соответствует изменение напряжения на выходе генератора ГОН до максимального опорного напряжения (примем значение ). Тогда на основании соотношения:

можно записать выражение, связывающее угол  с напряжением управления СИФУ:

Начальный угол согласования для согласованного управления ТГ .

Фазовая  характеристика тиристорного преобразователя с пилообразным опорным напряжением СИФУ в режиме непрерывного тока приведена на рисунке 3.2 (таблица 3.2).

Таблица 3.2 – Зависимость угла регулирования

от напряжения управления

-10	142
10	38

Рисунок 3.2 - Фазовая характеристика ТП

3.3 Построение регулировочной характеристики

При пилообразном напряжении:

в частном случае при угле

Регулировочная характеристика  в относительных единицах приведена на рисунке 3.3 (таблица 3.3).

Рисунок 3.3 – Регулировочная характеристика  в относительных единицах

Таблица 4.3 – Зависимость  в относительных единицах

3.4 Максимальный угол регулирования

    Максимальный угол регулирования  определяется по формуле (3.7)

где –  угол коммутации при номинальном режиме работы

  -угол, соответствующий номинальному режиму работы двигателя;

  - угол восстановления запирающих свойств тиристоров

  - время выключения тиристора;

  -наибольшее значение асимметрии управляющих импульсов во всем диапазоне изменения угла регулирования.

3.5 Внешняя характеристика ТП 

Внешняя характеристика ТП в режиме непрерывного тока выражается как:

Строим семейство характеристик  по выражения (3.10) для всех режимов работы ТП при углах , которые соответствуют пяти значениям напряжения :

 при номинальном токе

В каждом случае определяется угол регулирования  из выражения  после подстановки в него соответствующего значения  и тока . Затем для каждого из пяти значений угла  строится характеристика  согласно (3.10) для двух значений тока :  и .

Пример расчета зависимости, соответствующей номинальному режиму.

Так же необходимо учесть падение напряжения на тиристорах, что приведет к излому построенных характеристик. Семейство внешних характеристик ТП  при различных режимах работы построено на рисунке 3.4 (таблица 3.4).

Таблица 3.4 – Внешняя характеристика ТП

	137,0	-60	-56,8
	124,3	-46,5	-43,3
	113,3	-33	-29,8
	103,1	-19,5	-16,3
0	88,4	-6	-2,8
	73,5	7,5	10,7
	63,1	21	24,2
	51,7	34,5	37,7
	38,0	47	51,2

Рисунок 3.4 - Внешняя и ограничительная характеристики ТП при согласованном управлении с учетом падения напряжения в вентилях

4 Управление тиристорными группами и режимы работы преобразователей

4.1 Построение ограничительных характеристик

Для безопасного инвертирования максимальный угол управления ограничивается величиной:

где -максимальный угол коммутации:

Угол безопасного инвертирования

Для исключения «опрокидывания» инвертора необходимо, чтобы:

Для инверторного режима граница предельного (безопасного) режима инвертирования описывается приближенно уравнением ограничительной характеристики, определяемой в пространстве состоянием инверторного режима в области малых углов :

Граница предельного «безопасного» режима инвертирования изображена на рисунке 3.4 во втором и четвертом квадрантах.