Формирование внешних характеристик в тиристорном выпрямителе

Необходимые (жесткие или крутопадающие) внешние характеристики в тиристорном выпрямителе могут быть сформированы естественным или искусственным способом - введением обратных связей по току и напряжению. В конструкциях сварочных тиристорных выпрямителей необходимый тип естественных внешних характеристик задается конструкцией трансформатора. Жесткие характеристики получаются при использовании трансформатора с нормальным рассеянием, крутопадающие – при использовании трансформатора с увеличенным рассеянием.

Для понимания принципа формирования характеристик за счет обратных связей необходимо представить тиристорный выпрямитель, как замкнутую систему автоматического регулирования тока или напряжения (рис. 3.18). В силовой части схемы напряжение сети преобразуется трансформатором с нормальным рассеянием и после выпрямления тиристорным блоком и сглаживания фильтром подается на дугу.

Рис. 3.18. Блок схема тиристорного выпрямителя с обратными связями

В слаботочной части блок задания Б3 формирует сигнал задания тока U_зт или напряжения U_зн, а блок фазового управления (БФУ) передает его к тиристорному блоку, формируя импульс управления тиристорами. Для создания системы автоматического регулирования с цепями обратных связей необходимы, кроме того, датчики сигналов обратной связи выпрямленного напряжения U_осн и тока U_ост, датчик сетевого напряжения, а также блок сравнения (БС) сигнала задания с сигналом датчика. В конкретной конструкции может быть как одна из показанных пунктирной линией обратных связей, так и несколько.

Рассмотрим действие системы автоматического регулирования напряжения в выпрямителе с жесткими характеристиками. Выпрямленное сварочное напряжение U_в сравнивается в БС с заданным U_зн. Их разность U_зн – U_осн воздействует через БФУ на угол управления α тиристоров. Если при снижении напряжения в сети или увеличении нагрузки выпрямленное напряжение U_в снизится, то угол управления уменьшится, в результате чего выпрямленное напряжение возрастет почти до исходной величины.

U_в↓=>(U_зн─ U_осн)↑ =>α↓=>U_в↑.

Таким образом, выпрямленное напряжение стабилизируется, т.е. остается постоянным, независимым от колебаний нагрузки и напряжения сети. Нa рис. 3.19, а тонкими линиями показаны естественные жесткие внешние характеристики, положение которых зависит только от значе­ний заданного напряжения U_зн. Иногда ограничиваются стабилизацией только при колебаниях напряжения сети, в этом случае сигнал задания U_зт сопоставляется с сетевым напряжением U_с.

Рис. 3.19. Внешние характеристики тиристорного выпрямителя, полученные за счет обратных связей:

а – жесткая; б – крутопадающая; в - пологопадающая

Для получения крутопадающей внешней характеристики используют действие отрицательной обратной связи по току, когда сигнал задания U_зт сопоставляется с напряжением U_ост датчика, пропорциональным сварочному току I_д. При введении отрицательной обратной связи с ростом тока угол управления тиристора возрастает, что приводит к снижению выпрямленного напряжения:

I_д↑=> U_т↑=> (U_зт - U_ост)↓ =>α↑=>U_в↓

На рис.3.19, б показано, как из естественных поголопадающих характеристик (тонкие линии) формируются искусственные крутопадающие характеристи­ки (утолченные линии).

Искусственные внешние характеристики в тиристорном выпрямителе получаются благодаря обратным связям по напряжению или току. Стабилизация.напряжения при жестких внешних характеристиках достигается введением отрицательной обратной связи по сварочному или сетевому напряжению. Крутопадающую характеристику обеспечивает введение отрицательной обратной связи по току.

Поиск по сайту: