Сеточное управление импульсным трехфазным двухполупериодным выпрямителем с прерывистым режимом работы вентилей

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 156

1969

СЕТОЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫМ ТРЕХФАЗНЫМ ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ С ПРЕРЫВИСТЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ВЕНТИЛЕЙ

В. В. ИВАШИН

Выпрямитель, заряжающий накопительную емкость системы питания синхротрона «Сириус» на 1,5 Гэв, собран на тиратронах ТР1 -85/15 по схеме Ларионова. Выпрямитель включается на время 0,7 секунды каждую секунду и должен при настройке ускорителя работать при больших углах управления. Вентили выпрямителя работают в режиме прерывистого тока. Поджигающие импульсы должны при этом удовлетворять следующим условиям.

1. Длительность импульсов должна быть не менее 60°.

2. Все импульсы должны быть смещены на одинаковое время друг относительно друга и иметь крутые фронты.

Второе условие оказалось особенно трудно выполнимым по той причине, что выпрямитель работает в импульсном режиме. Переходные процессы, которые возникали в схеме формирования импульсов, нарушали режим работы выпрямителя. Первый из формируемых импульсов приходил на вентиль выпрямителя на несколько градусов раньше, что приводило к перегрузке вентиля током и срабатыванию токовой защиты.

На рис. 1, а приведена схема формирования поджигающих импульсов, удовлетворяющая вышеуказанным требованиям. Схема состоит из индукционного фазорегулятора 1, трехфазного трансформатора 2 с шестью вторичными обмотками, дросселей насыщения 3, сопротивлений 4, сеточных трансформаторов 5 и тиратронов управления 6. Шестифазная система напряжений на вторичных обмотках трансформатора 2 преобразуется с помощью дросселей 3 и сопротивлений 4 в импульсы, сдвинутые друг относительно друга на 60°. Эти импульсы формируются на сопротивлениях 4 и могут быть переданы через сеточные трансформаторы 5 в цепи сеток вентилей выпрямителя при открытых тиратронах управления 6.

Включение параллельно сопротивлениям 4 цепочек из последовательно соединенных первичных обмоток трансформаторов 5 и вентилей 6 позволяет выполнить второе требование.

Импульсы в выпрямитель могут передаваться только при открытых тиратронах 6, что позволяет легко выполнять схему управления для выпрямителя с импульсной работой. Импульсы, передаваемые в выпрямитель, не могут отстоять друг от друга более чем на 60°. Это объясняется перемагничиванием трансформаторов 5 только по частным

циклам, а также тем, что на сопротивлениях 4 импульсы формируются постоянно, вне зависимости от работы выпрямителя.

Заземление катодных цепей тиратронов управления позволяет выполнить систему управления простой и легко управляемой.

Как правило, параметры отдельных изготовленных дросселей насыщения всегда несколько отличаются. Напряжения, индуктируемые на 6-и вторичных обмотках трансформатора 2 также могут быть неодинаковы, например, из-за перекоса фаз питающего напряжения, что часто имеет место на практике. Все это влияет на сдвиг во времени между формируемыми импульсами и на равномерность загрузки вентилей управляемого выпрямителя.

Рис. 1. а — схема формирования сеточных импульсов; б — формирование импульсов с крутым фронтом из синусоидальной кривой напряжения

Для расчета параметров дросселя 3 падением напряжения на активном сопротивлении 4 в первом приближении можно пренебречь. В этом случае справедливо

и = Um sin tu/ - ,

dt

где и — напряжение на вторичной обмотке трансформатора 2,

Ф* — потокосцепление дросселя.

Будем считать, что дроссель полностью перемагничивается за вре-мл tu и что при этом его индукцил изменяется от -г Bs до - Bs (рис. 1,6).

После интегрированил выражения (1) можно определить пара-ме'цш дроссели:

wS = —

2 Bs'U>

Из (2) нетрудно выбрать число витков обмотки дросселя w и сечение его магнитопровода 5 по профилю пластин, из которых должен изготавливаться магнитолровод дросселя. Для обеспечения ширины поджигающих импульсов на уровне' сеточного смещения более 60° (условие 60°) время перемагничиванил выбирается из условия

. 3 Um .

где и0- напряжение постоянного смещения на сетках тиратронов выпрямителя, приведенное к первичной обмотке трансформатора 5;

кх — коэффициент, показывающий во сколько раз импульс напряжения на сопротивлении на уровне и0 шире тс/3.

На рис. 1,6 показаны напряжения иё на дросселе и напряжение на сопротивлении (заштрихованная область).

Для равномерного распределения нагрузки между вентилями выпрямителя необходимо иметь возможность изменять время перемаг-ничивания в любом из шести дросселей. Это можно делать изменением сечения магнитопровода дросселя и изменением числа его витков. Изменять число витков обмотки значительно проще, поскольку для этого можно предусмотреть у обмотки несколько выводов и осуществлять изменение числа витков не разбирая дросселей.

Для определения чувствительности изменение угла управления от изменения числа витков запишем выражение (!) в виде

сИ

и ,после преобразований с учетом (2) получим

dt 1 — cos to t сек dm w w sin mt виток

dN 360° (1 — cos to/) град

или

где

dW 2W-sin o) t виток

9ГАО

dN = -dt.

Обычно с шунта в цепи выпрямленного тока на осциллограф подается сигнал, который при прерывистой работе выпрямителя имеет вид импульсов тока с периодом поьторенил в шесть импульсов. Выключая из работы один из тиратроноз управления б, можно определить, какой импульс на осциллографе соответствует работе любой пары вентилей, что облегчает обслуживание выпрямителя.

Выпрямитель с рассмотренной системой формирования сеточных импульсов длительно эксплуатируете! в импульсном режиме.