Курсовая работа: Расчет управляемого преобразователя, предназначенного для плавного регулирования напряжения на тяговом двигателе
7.1 Построение структурной схемы управления и временных диаграмм
Управляющие импульсы, подаваемые на тиристоры, вырабатываются системой управления выпрямителем. Функциональная схема одного из вариантов выполнения системы и временные диаграммы, иллюстрирующие её работу, приведены на рисунке 8.
Генератор пилообразного напряжения ГПН, формирует линейно изменяющееся напряжение, которое подается на один из входов компаратора К. На второй вход поступает управляющее напряжение Uупр , косвенно задающее величину угла управления. В момент, когда линейно возрастающее напряжение UГПН сравнивается с Uупр , на выходе компаратора появляется импульс напряжения uк , поступающий на вход формирователя Ф. На выходе формирователя в каждый полупериод образуются импульсы UФ по переднему фронту компаратора. Величина угла a, при этом, определяется величиной напряжения Uупр . Этот импульс должен проходить в один полупериод на тиристор VS1, а в другой – на тиристор VS2. Для разделения импульсов формирователя UФ по полупериодам в системе используются два однополупериодных выпрямителя ОПВ1 и ОПВ2, и логические элементы И. Высокий уровень напряжения на выходе элемента И будет тогда, когда на обоих его входах также будет напряжение высокого уровня. Из диаграмм на рисунке 8 следует, что импульс управляющего напряжения, например, Uу1 формируется только в первом полупериоде, когда на логический элемент И1 одновременно подаются напряжения UОПВ и UФ . Аналогично формируется управляющий импульс Uу2 во втором полупериоде. Далее импульсы усиливаются выходными усилителями ВУ1 и ВУ2 и через импульсные трансформаторы ИТ1 и ИТ2 подаются на управляющие электроды тиристоров. Трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку цепей управления и высоковольтных цепей. Число вторичных полуобмоток трансформатора ИТ должно соответствовать количеству последовательно включённых тиристоров в одном плече моста.
7.2 Расчёт параметров выходного усилителя
Ток одной вторичной обмотки трансформатора найдем по формуле:
,
где n– число параллельно включенных ветвей вентилей;
IУПРСТ – отпирающий постоянный ток управления, IУПРСТ = 0,4 А
А
Суммарный ток вторичных обмоток трансформатора определим по формуле:
,
где m– число последовательно включённых тиристоров
А
Ток транзистора усилителя выбираем по максимальному напряжению между эмиттером и коллектором UКЭ макс и импульсному току коллектора IКИ макс .
,
где КТ – коэффициент трансформации импульсного трансформатора
Принимаем КТ = 4
А
По рекомендации [2] выбираем транзистор КТ815Г со следующими параметрами:
Максимальное напряжение коллектор – эмиттер: UКЭ макс = 80 В;
Импульсный ток коллектора: IКИ макс = 3 А;
Коэффициент усиления: h21э =70;
Обратный ток коллектора: Iко = 0,06 мкА.
Во время разряда конденсатора ток IК определяет сопротивление R1 усилителя и определяется по формуле:
,
Через этот же резистор осуществляется разрядка конденсатора. Максимальное значение зарядного тока определим как:
Определим сопротивление резистора R1 :
