Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 69

Рис.11.2.2 Схема

В рассматриваемом случае канал питания ГЭД содержит четырехтактный транзисторный широтно-импульсный преобразователь постоянного напряжения (ШИП) и двухтактный транзисторный инвертор напряжения (ИН). Напряжение питания канала изменяется в широких пределах от 175 до 640 В. ШИП питается этим напряжением и повышает напряжение на выходе до 900 В. Четырехтактность ШИП обусловлена тем, что параллельно включенные транзисторные модули работают при сдвиге по фазе пилообразных опорных напряжений. Вследствие этого моменты коммутации параллельно включенных транзисторов смещены друг относительно друга по времени. За счет этого обеспечивается снижение амплитуды пульсаций токов на входе и выходе ШИП. Равномерное распределение токов между транзисторами обеспечивается уравнительными дросселями и регуляторами токов подфаз.

Двухтактный инвертор содержит два транзисторных моста. Мосты питаются от общего источника постоянного напряжения 900 В. На выходе фазы мостов соединены попарно через уравнительные дроссели и питают одну из трехфазных обмоток ГЭД. Пилообразные опорные напряжения мостов смещены по фазе друг относительно друга. За счет этого обеспечивается снижение пульсаций токов источника питания и нагрузки.

Схема ШИП и его системы регулирования представлена на рис.11.2.3.

Рис.11.2.3 Схема ШИП с системой управления

Рассматриваемая схема ШИП обеспечивает передачу энергии из электросети в нагрузку и в обратном направлении.

Система регулирования ШИП обеспечивает стабилизацию напряжения на выходе на заданном уровне (в данном случае 900 В) при изменении напряжения на входе в широком диапазоне (в данном случае 175-640 В).

Система управления ШИП обеспечивает также равномерное распределение токов между параллельно включенными транзисторными модулями.

Указанные задачи решаются при использовании в ШИП одного датчика выходного напряжения ДН₂ и четырех датчиков токов подфаз ДТ₁-ДТ₄.

В системе регулирования четырехтактного ШИП имеется пропорционально-интегральный регулятор напряжения, на вход которого поступают сигналы по заданному u_cз и фактическому u_cm выходному напряжению ШИП. На выходе этого регулятора формируется сигнал по заданному среднему току подфаз ШИП I_yзm. Работа регулятора напряжения описывается следующими выражениями:

где Du – отклонение фактического напряжения конденсатора от заданного напряжения в данном канале, Dt – шаг расчета, i_yim – интегральная составляющая заданного тока фазы подфазы ШИП в данном канале, i_yзm – заданный ток подфаз ШИП в данном канале, i_ymn – минимально допустимая величина заданного тока подфазы ШИП, i_ymх – максимально допустимая величина заданного тока подфазы ШИП, K_ui – коэффициент по интегралу отклонения напряжения, K_uо – коэффициент по отклонению напряжения.

С регулятора выходного напряжения сигнал по заданному току i_yзm поступает на входы пропорционально-интегральных регуляторов тока в каждой подфазе. На выходе этих регуляторов формируются напряжения управления подфаз u_ynm в соответствии со следующими выражениями:

где Di_ynm – отклонение фактического тока подфазы от заданного, Dt – шаг расчета, u_ynm – напряжение управления подфазы ШИП, u_yim – интегральная составляющая напряжения управления подфазы ШИП, u_ymn – минимально допустимая величина напряжения управления, u_ymх – максимально допустимая величина напряжения управления, K_ii – коэффициент по интегралу отклонения тока, K_iо – коэффициент по отклонению тока.