Полупроводниковые СИФУ

Лекция 21

Полупроводниковые СИФУ основаны на так называемом синхронном принципе, который заключается в том, что в таких системах происходит непрерывное сравнение двух входных сигналов:

· Управляющего напряжения (постоянного идеально сглаженного);

· Опорного напряжения (переменного, пилообразного, синусоидального и т. д.).

При равенстве (синхронизации) этих двух сигналов на выходе системы управления формируются управляющие импульсы.

Структурная схема полупроводниковой синхронной СИФУ представлена на рисунке 6.8.

Рисунок 6.8 – Структурная схема полупроводниковой синхронной СИФУ

На схеме показано:

ГОН – генератор опорного напряжения;

УС – устройство сравнения;

УФИ – усилитель-формирователь импульсов.

Генератор опорного напряжения ГОН предназначен для формирования опорного напряжения U_ОП, чаще всего это напряжение пилообразной формы (рисунок 6.9). Поэтому его также называют ГПН – генератор пилообразного напряжения.

Рисунок 6.9 – График опорного напряжения

Однако существуют более простые и унифицированные СИФУ, в которых в качестве опорного напряжения используют синусоидальное напряжение одной фазы питающей сети (рисунок 6.10).

Рисунок 6.10 – График опорного напряжения

Устройство сравнения предназначено для сравнения по амплитуде управляющего напряжения U_Уα, которое имеет форму постоянного идеально сглаженного напряжения (рисунок 6.11) и может изменять по величине, и опорного напряжения, амплитуда которого в процессе работы устройства не меняется. Устройство сравнения зачастую называют также нуль-орган.

U_Уα - U_ОП =0.

Существует еще одно название амплитудный селектор.

Рисунок 6.11 – Управляющее напряжение

Усилитель-формирователь импульсов УФИ предназначен для усиления выходного напряжения. При этом функция формирования переднего фронта импульса в этом устройстве обычно не выполняется в виду того, что выходное напряжение имеет форму импульса очень малой длительности.

Принцип действия синхронных СИФУ поясним с помощью семейства временных диаграмм (рисунок 6.12).

Рисунок 6.12 – Временные диаграммы, поясняющие принцип действия синхронных СИФУ

Если опорное напряжение изменяется по закону синуса, тогда уравнение можно записать:

.

Момент синхронизации опорного и управляющего напряжений, соответствующий моменту подачи управляющего импульса соответствует значению ωt=α. Тогда

.

Следовательно

.

Если момент естественной коммутации (начало координат) сместить на , то . Тогда уравнение регулировочной характеристики преобразовательного устройства, работающего на индуктивную нагрузку, будет иметь вид:

.

Для обеспечения фазового сдвига на , что соответствует функции Cos в регулировочной характеристике, применяют входные трансформаторы, имеющие специальные схемы соединения вторичной обмотки.

Экзаменационные вопросы по курсу “Электрический привод”.

1.Электропривод (ЭП). Основные понятия и определения. Структурная схема ЭП. Классификация ЭП.

2.Силовой канал ЭП. Механическая характеристика механизмов.

3. Механические характеристики электромеханических преобразователей.

4.Обобщенная механическая характеристика ЭП. Совместные механические характеристики.

5.Динамический момент, статические режимы ЭП, статическая устойчивость.

6.Динамические характеристики ЭП.

7.Приведене статических моментов и моментов инерции ЭП к валу электродвигателя.

8.Двухмассовая модель механической части силового канала ЭП.

9.Одномассовая модель механической части силового канала ЭП.

10.Классическое уравнение движения ЭП. Уравнение движения в инженерных координатах.

11.Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) в двигательном режиме.

12.Реостатныемеханические характеристики ДПТ НВ.

13.Семейство механические характеристики ДПТ НВ при изменении напряжения, подводимого к якорю.

14.Построение механические характеристики ДПТ НВ по паспортным данным в именованных единицах.

15.Построение механические характеристики ДПТ НВ в относительных единицах.

16.Пуск ДПТ НВ.

17.Основные требования, предъявляемые к процессу пуска ДПТ НВ. Принципы расчета пусковых реостатов.

18.Графический расчет пусковых реостатов ДПТ НВ.

19.Тормозные режимы ДПТ НВ. Классификация, сравнительные оценки.

20.Рекуперативное торможение. Механические характеристики ДПТ НВ при рекуперативном торможении.

21.Торможение ДПТ НВ при торможении противовключением.

22.Динамическое торможение ДПТ НВ. Механические характеристики ДПТ НВ при динамическом торможении.

23. Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения ДПТ НВ в двигательном режиме.

24.Тормозные режимы ДПТ ПВ. Механические характеристики ДПТ ПВ при торможении.

25.Двигатели постоянного тока последовательного возбуждения.

26.Асинхронные двигатели(АД).Схема замещения и уравнение механической характеристики АД. Устойчивость АД.

27.Искусственные механические характеристики АД при изменении активного сопротивления цепи ротора.

28. Искусственные механические характеристики АД при изменении амплитуды напряжения, подводимого к статору.

29. Искусственные механические характеристики АД при изменении частоты напряжения, подводимого к статору.

30.Построение механических характеристик АД по паспортным данным.

31.Пуск АД.

32.Требования, предъявляемые к пуску АД. Принцип расчета пусковых реостатов.

33.Точный графический расчет пусковых реостатов АД.

34.Приближенный графический расчет пусковых реостатов АД.

35.Аналитический расчет пусковых реостатов.

36.Тормозные режимы АД. Классификация, сравнительные характеристики.

37.Рекуперативное торможение АД. Механические характеристики при торможении противовключением.

38.Динамическое торможение АД. Механические характеристики при динамическом торможении.

39.Способы динамического торможения АД. Схемы динамического торможения АД, их сравнительная оценка.

40. Механические характеристики синхронных двигателей (СД) в двигательном режиме.

41.Схема замещения, векторная диаграмма и угловая характеристика СД. Устойчивость СД.

42.Пуск СД

43.Торможение СД. Тормозные режимы СД.

44.Форсировка СД.

45.Электрическая часть силового канала ЭП. Структура, содержание.

46.Классификация электрических преобразователей.

47. Электрические преобразователи в ЭП постоянного тока. Классификация, сравнительная оценка.

48.Электромеханические электрические преобразователи в проводах постоянного тока. Механические характеристики системы генератор-двигатель.

49.Статические электрические преобразователи в ЭП постоянного тока. Классификация, структурная схема.

50.Работа управляемого однополупериодного выпрямителя на активно индуктивную нагрузку. Регулировочные характеристики управляемых выпрямителей.

51.Механические характеристики системы управляемый статистический преобразователь-двигатель постоянного тока.

52.Широтно-импульсный регулятор в электроприводах постоянного тока.

53.Электрическая часть силового канала ЭП переменного тока, напряжения. Функции. Классификация.

54.Коммутационные устройства в электроприводах переменного тока.

55.Частотные преобразователи в ЭП переменного тока. Назначение, классификация.

56.Статистические преобразователи частоты (СПЧ). Структурная схема и принцип действия СПЧ.

57. Автономные инверторы. Назначение, классификация.

58.Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

59. Принципы частотного регулирования.

60.Механические характеристики ЭП с частотными преобразователями.

61.Автономные инверторы с широтно-импульсными регуляторами.

62.Автономные инверторы с широтно-импульсной модуляцией.

63.Информационный канал электропривода, состав, классификация.

64.Системы импульсно-фазового управления (СИФУ) структура, классификация.

65.Электромагнитные СИФУ, структура, напряжение, функции.

66.Электромагнитные фазосдвигающие устройства (ФСУ).

67. Электромагнитные усилители-формирователи импульсов (УФИ).

68.Полупроводжниковые синхронные СИФУ, структура, принцип действия.

69.Регулировачные характеристики полупроводниковых СИФУ.

[1] Момент естественной коммутации – это момент перехода входного напряжения или тока через ноль.