Системы управления вентильными преобразователями

Особенности вентильных преобразователей как объектов управления

Как составляющая системы регулирования вентильный преобразователь имеет ряд особенностей:

1. Вентильный преобразователь - система с переменной структурой. После каждого импульса управления изменяется структура силовой части преобразователя, поэтому в схеме возникают новые переходные процессы. Чтобы анализировать такие схемы используются специальные математические методы - z-преобразование, дискретное преобразование Лапласа, методы математического моделирования и метод припасовывания.
2. Вентильный преобразователь - дискретная импульсная система. Преобразователем регулируется поток электрической энергии дискретно - через интервал дискретности, величина которого различна. Например, в управляемых выпрямителях и непосредственных преобразователях частоты в зависимости от фазности такие схемы могут быть 180, 120, 60 и т.п. Во временной области интервал дискретности также зависит от частоты сети, которая, как правило, составляет 50, 60 и 400 герц.
3. Вентильный преобразователь - преобразователь электроэнергии. Вентильный преобразователь является источником напряжения или электрического тока. В данном случае нагрузка может быть пассивная или активная. При активной нагрузке микропроцессорная система управления имеет дело не только с вентильным преобразователем, но и с электрическим приводом, варьируя электрические параметры вентильного преобразователя, микропроцессорная система в конечном итоге управляет механическими и электромеханическими характеристиками двигателя. В большинстве случаев для управления электрическим приводом используется двухконтурное подчиненное регулирование, реже трехконтурное, то есть электрический привод с вентильным преобразователем представляет собой многоконтурную систему регулирования.
4. Вентильный преобразователь - нелинейная система. Это свойство определяет наличие в схеме ключей, которые имеют два состояния: открытое и закрытое. Когда система рассматривается в целом, то необходимо учитывать нелинейности в нагрузке.

Функции системы управления вентильными преобразователями

Силовая часть вентильного преобразователя, которым осуществляется управление, выполнена на управляемых вентилях и может работать только при подаче на управляющие электроды в определенные моменты времени импульсов, которые обеспечивают включение данных вентилей. В вентилях с естественной коммутацией выключение управляемых вентилей, обычно тиристоров, осуществляется благодаря изменению полярности напряжения сети питания и спада электрического тока через вентиль к нулю. В преобразователях с искусственной коммутацией силовая часть обеспечивает выключение вентилей в определенные моменты времени. Системы управления вентильными преобразователями представляют собой сложные устройства для обработки данных, которые отличаются большим разнообразием в зависимости от области применения преобразователя и его типа. Функции силовой части управляемого вентильного преобразователя сводятся к выполнению двух основных задача:

1. Формирование управляющих импульсов. В данном случае подразумевается создание управляющих сигналов, которые передаются в определенные моменты времени на управляющие электроды и имеют достаточные мощность, амплитуды, длительность и определенную форму кривой.
2. Определение моментов времени, в которые должны включаться те или иные вентили. Такие моменты времени задаются управляющим сигналом, который подается на вход силовой части и определяет его работу. В конечном счете задается значение выходных параметров преобразователя - напряжение или электрический ток на выходе выпрямителя и т. п.

Кроме вышеперечисленных функций силовая часть преобразователя может: осуществлять пуск и остановку агрегата, обеспечивать защиту от аварийных режимов. Но реализация данных функций также обеспечивается за счет определения моментов времени подачи управляющих импульсов на вентили или запрета формирования управляющих импульсов.