Способом управления

В схему СИФУ с горизонтальным способом управления (рис. 5.1) входит: ФСУ – фазосмещающее устройство; TV1 – синхронизирующий трансформатор; МУ – магнитный усилитель; TV2 – трансформатор формирователя импульсов (быстронасыщающийся трансформатор); УФИ – устройство формирования импульсов; VD1 – VD2 – диоды; R и R1 – активные сопротивления.

Магнитный усилитель имеет две обмотки: обмотку управления ОУ с числом витков w_у и обмотку рабочую РО с числом витков w_р.о. Обмотка управления МУ питается от источника напряжения постоянного тока. По рабочей обмотке МУ протекает переменный ток.

Магнитный усилитель работает на принципе изменения индуктивного сопротивления рабочей обмотки Хр.о, которое определяется по выражению

Хр.о = wсL р.о. = 2pfсL р.о., (5.1)

где: L р.о. – индуктивность рабочей обмотки, Гн; wс – круговая частота напряжения сети, рад/с; fc – частота напряжения сети, Гц.

Индуктивность рабочей обмотки МУ зависит от его параметров:

, (5.2)

В выражении (5.2): Wр.о. – число витков рабочей обмотки. S – сечение стержней магнитопровода, м²; l _ср – средняя длина магнитных силовых линий магнитопровода, выполненного чаще из пермаллоя, м; m – магнитная проницаемость магнитопровода, Гн/м.

При изменении тока управления изменяется индукция В и напряженность Н в МУ, которые приводят к изменению магнитной проницаемости m (В = f(H), m = f(H)). С увеличением тока Iу магнитная проницаемость m снижается, в результате чего уменьшается индуктивность Lр.о, а следовательно, уменьшается и индуктивное сопротивление рабочей обмотки Хр.о. Уменьшение индуктивного сопротивления рабочей обмотки Хр.о. приводит к возрастанию протекающего в ней переменного тока.

Первичная обмотка трансформатора TV2 с напряжением U12 включена в диагональ моста, собранного на сопротивлениях вторичных обмоток трансформатора TV1, индуктивного сопротивления рабочей обмотки МУ и активного сопротивления R.

Рис. 5.1. Схема СИФУ

Фаза a^о = wt напряжения U12 зависит от величины Хр.о. МУ и регулируется током Iу. Фазу этого напряжения можно определить по выражению:

. (5.3)

Диаграмма напряжений U12 в виде векторов и их фаза (угол a^о) наглядно представлены на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Диаграмма напряжений U12 и их фаза (угол a^о)

Из выражения (5.2) и диаграммы напряжений U12 видим, что с увеличением тока Iу МУ индуктивное сопротивление Хр.о. уменьшается и уменьшается угол a^о и наоборот. При этом амплитуда напряжения U12 остается неизменной. Регулируя ток Iу МУ от нуля до номинального, можно регулировать фазу напряжения U12 от a^о = 0 до 180^о.

Сердечник трансформатора TV имеет прямоугольную петлю намагничивания (рис. 5.3а).

Рис. 5.3. Характеристика TV2 (a) и графики напряжений СИФУ (б)

При протекании тока i1wl (приложено напряжение U12) в первичной обмотке трансформатора TV2 во вторичной обмотке наводится ЭДС: е2 = -w₂·dФ/dt. Это происходит при перемагничивании сердечника от -Фs до +Фs. ЭДС е2 имеет форму прямоугольного импульса, фаза которого определяется фазой напряжения U12 (рис. 5.3б).

Диоды VD1 и VD2 исключают попадание на управляющий электрод тиристора отрицательного импульса напряжения при обратном перемагничивании TV2.

На практике для управления тиристорами могут применяться также схемы использованием:

– только однополупериодного магнитного усилителя;

– коммутирующего конденсатора;

– пик-трансформатора и др.

Дата добавления: 2015-07-07