Расчет параметров и характеристик однофазного управляемого несимметричного мостового выпрямителя

Машинист с  помощью контроллера машиниста  КМ, подает напряжение управления U_упр, величину которого он может менять рукояткой контроллера, в блок К – компаратор, имеющий два входа и один выход. На второй вход К подается пилообразное напряжение от ГПН. Функция компаратора – наложить пилообразное напряжение на напряжение управления U_упр и в точке их пересечения подать на выход сигнал в виде прямоугольника напряжения U_к (см.рис.11).

Выход К соединен с Ф, в котором формируется  управляющий импульс в момент, когда U_упр = U_гпн . Так как этот момент с изменением U_упр может "плавать" в интервале времени π > ωt > 0, то и α может изменяться в этих же пределах. С учётом того, что коммутационные процессы сужают интервал регулирования от α_min до α_max, (см. раздел 4.1), пределы регулирования U_упр также изменятся.

Предположим, что  скорость изменения напряжения управления во времени постоянна и равна  d U_упр /dt = M в/мс.

Тогда при частоте  переменного напряжения в контактной сети fc=50гц (стандарт в РФ) интервал времени ωt = 2π содержит t = 1/50 = 0,02с = 20мс. При этом величина напряжения управления:

где М=1-2В/мс.

Подставив в (36) α_min (10) и α_max (11), получим пределы U_{упр min}   и U_{упр max} для заданного тока I_d.

Так как в схеме  на рис. 10 имеется один блок Ф, то блоки  ОПВ - однополупериодные выпрямители  и ЛЭИ - логические элементы "И" служат для того,   чтобы   подавать   импульсы      управления   в   нужный     полупериод           на соответствующую группу тиристоров VS1 и VS2. Логические элементы “И” имеют по два входа и по одному выходу. Если на оба входа одновременно подаются напряжения от Ф и ОПВ, то на выход подаётся импульс для усиления. Если же напряжение поступает на любой один вход ЛЭИ, то импульс в ВУ не поступает.

Как известно, импульс  на управляющем электроде тиристора  должен иметь определенные параметры. Одним из таких параметров является его продолжительность во времени.

Дело в том, что тиристор надёжно отпирается тогда, когда силовой ток, проходящий через него, успевает за время продолжительности  импульса управления достичь определенной величины тока удержания I_L. Нo в цепи этого тока имеются индуктивности цепи выпрямленного тока Id и трансформатора L_T

(см. 4.1; 4.4), которые  препятствуют как нарастанию, так  и уменьшению тока, поэтому, если  импульс управления имеет малую  продолжительность во времени,  то тиристор может не включиться.

В связи с этим возникает необходимость рассчитать минимальную продолжительность  импульса t_и (см. рис.11).

Как показано в /1/, ток удержания

Откуда 

где t_и– продолжительность импульса;

τ - постоянная времени протекания тока;

I_L = 1A – ток удержания тиристора;

R – активное сопротивление цепи тока тиристора;

U_2m – амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора (13);

α_max   –    максимальный             угол             регулирования              пускового    режима.

Рисунок 6 - Структурная схема системы управления выпрямителем системе управления

Вывод: получил навыки расчета однофазного управляемого выпрямителя        для   регулирования        напряжения    на        тяговых       двигателях электроподвижного состава, снял его характеристики и другие параметры, выявил качественные и количественные зависимости между отдельными параметрами.