Мастерская по наладке электроприводов
Способы коммутации тиристоров
Способ коммутации тиристоров оказывает значительное влияние на свойства усилителей мощности. При питании от источника постоянного тока отключение тиристора можно осуществить двумя способами: изменением полярности напряжения, приложенного к тиристору, и уменьшением тока тиристора до определенного значения, называемого током отключения. Практически можно считать, что ток отключения равен нулю. Независимо от способа отключения тиристора восстановление его управляющих свойств занимает некоторое время (25-50 мксек), в течение которого ток и напряжение в прямом направлении должны быть равны нулю.

Для обеспечения надежной работы тиристора скорость нарастания прямого напряжения и тока не должна превышать допустимых значений. Анализ процессов, характерных для рассматриваемых схем, обычно проводится при следующих допущениях: тиристоры являются идеальными ключами; все индуктивности линейны; магнитные связи катушек пренебрежимо малы. Принципиальные схемы включения коммутирующих цепей тиристоров при включении тиристора, когда конденсатор С, предварительно заряженный до напряжения источника питания, подключается параллельно тиристору.

Из их рассмотрения следует, что с точки зрения приемлемых перенапряжений на тиристорах значения £ должны быть не выше 0,3-0,4. Регулирование при заданной нагрузке может быть осуществлено изменением емкости коммутирующего конденсатора. Нижний предел ёмкости Зависит от времени восстановления управляющих свойств тиристора. Чтобы тиристор не включился вновь, отрицательное напряжение на нем должно сохраняться в течение времени.

Однако общее решение этого уравнения невозможно. Для его численного решения удобно ввести понятие относительной постоянной времени нагрузки. Зависимость напряжения на тиристоре от времени при отключении обмотки. После выбора емкости необходимо рассчитать коэффициент затухания, чтобы оценить перенапряжения на коммутирующих элементах. Указанная расчетная кривая пригодна также для определения емкости коммутирующего конденсатора и в тех случаях, когда нагрузка шунтирована встречным диодом, сопротивлением или встречной э. д. с.

Если открыт, то конденсатор заряжен, а напряжение на С2 равно нулю. При этом конденсатор заряжается до напряжения источника питания. Включение тиристора вызовет перезаряд конденсатора. Причем процесс перезаряда будет колебательным. Если пренебречь активным сопротивлением коммутирующего контура, то напряжение на конденсаторе будет равно: Выражения могут быть использованы для определения параметров коммутирующего контура. Рассмотренный способ коммутации тиристоров обладает рядом существенных особенностей.

Во-первых, параметры коммутирующего контура определяются временем восстановления управляющих свойств тиристора и величиной тока нагрузки. Это обстоятельство позволяет использовать такой способ коммутации Для несимметричных триггеров. Во-вторых, скорость нарастания тока в открываемом тиристоре всегда может быть выбрана ниже допустимой, что значительно увеличивает надежность схемы. "В-третьих, на тиристорах отсутствуют обратные напряжения, благодаря чему почти полностью исключается возможность выхода их из строя.

Рабочие процессы в усилителях мощности: Задачей исследования усилителей мощности является получение зависимостей, определяющих процессы нарастания и спадания тока в обмотках управления ШД. В большинстве случаев влияние даже первой гармонической составляющей функции воздействия на ток в обмотке управления невелико.

Если же период переменной составляющей меньше, чем постоянная времени обмотки, то время нарастания тока до установившегося значения определяется только постоянной составляющей функции воздействия. Свойства шагового привода определяются не только темпом нарастания тока, но и спаданием его. Процесс спадания тока также зависит от способа форсирования.

Если нагрузка шунтирована диодом, то процесс спадания тока описывается выражением. В этом случае форма импульса тока в обмотке управления ШД будет однозначно определяться зависимостями нарастания и спадания тока. Если частота следования импульсов напряжения велика и токи в фазах ШД становятся непрерывными, то для их определения можно воспользоваться разностными уравнениями, которые позволяют найти начальные условия для каждого такта как в переходном, так и в установившемся режимах. Максимальное и минимальное значения установившегося тока определяются из выражений:

По формулам построены зависимости, при помощи которых легко определяются установившиеся значения тока. Форсирование спадания тока путем замыкания нагрузки является наиболее эффективным. Полученные соотношения, характеризующие рабочие процессы в усилителях мощности, могут быть использованы для определения параметров коммутирующих элементов, а также для расчета динамических и энергетических показателей шагового привода. Установившиеся значения максимального и минимального тока.

При расчете усилителя мощности определяются параметры коммутирующего контура, выбираются тиристоры и диоды. Тиристоры и диоды выбираются по среднему току и допустимому напряжению: Максимальное напряжение на вентилях зависит от величины напряжения источника питания и способа форсирования процесса отключения. Ток нагрузки усилителя мощности изменяется в функции частоты управляющих импульсов и достигает наибольшего значения при фиксации под током.

На основании этого режима должны быть, выбраны параметры вентилей. Если форсирование отсутствует или используется простая форсировка. При широтно-импульсном поддержании тока: для главного тиристора. Для диодов, шунтирующих обмотку управления ШД, здесь т - число тактов блока управления; - частота управляющих импульсов; - время спадания тока в отключенной обмотке.

Динамические и энергетические свойства шагового привода с рассматриваемыми блоками управления также могут быть определены на основании импульсов тока в обмотках ШД. Момент, развиваемый четырехфазным индукторным ШД при двух одновременно включенных обмотках, может быть определен соответственно постоянная составляющая и амплитуда первой гармоники, полученные при разложении в ряд Фурье импульсов тока в обмотке ШД. В режиме фиксированного останова под током выражение для момента можно записать следующим образом:

Это соотношение связывает ШД с блоком управления и может быть использовано для определения как механических, так и энергетических характеристик шагового привода, если известны свойства блока управления. Зависимости постоянной составляющей и первой гармоники тока в фазе от приведенной постоянной времени а для четырехтактного блока управления. Указанные зависимости позволяют. Провести сравнение готовых блоков управления и определить их частотные свойства, а также рассчитать новый блок управления с заданными характеристиками.


Спонсор публикации:
©2009-2012 - Права защищены
Укажите ссылку на источник при копировании информации