Разработка схемы электрической функциональной системы управления

Разработка системы защиты и управления автономным инвертором производится согласно рекомендациям [10]. Системы управления автономными инверторами должны обязательно содержать в себе задающий генератор, обеспечивающий фиксированную, стабильную частоту выходного напряжения. На рисунке 13 представлена система управления разработанным автономным инвертором.

Рисунок 13 — Структурная схема системы управления АИН.

Здесь задающий генератор (ЗГ) представляет собой неуправляемый генератор импульсов, выходная частота которого в 2 раза превышает требуемую выходную частоту инвертора. Импульсы с задающего генератора поступают на распределитель импульсов (РИ), который, во-первых, распределяет эти импульсы по 2 каналам, в результате чего частота их в каждом канале снижается в 2 раз и становится равной выходной частоте генератора.

В транзисторных инверторах длительность управляющих импульсов равна длительности открытого состояния транзисторов (в остальную часть периода транзистор должен быть надежно заперт или источником запирающего напряжения, или управляющим импульсом обратной полярности). Временные диаграммы, поясняющие работу схемы управления приведены на рисунке 14.

Рисунок 14 — Временные диаграммы поясняющие работу системы управления АИН.

В общем случае защита полупроводниковых преобразователей может осуществляться при помощи быстродействующих предохранителей и автоматических выключателей в сочетании с бесконтактными способами защиты, использующими естественную способность тиристоров восстанавливать свою запирающую способность при снижении прямого тока до нуля. В качестве схемы защиты применяем полуволновой метод, так называется ввиду того, что предельным временем срабатывания таких устройств является половина периода напряжения питающей сети.

Этот метод нельзя применять в инверторах, построенных на тиристорах из-за вероятности их опрокидывания. Но, так как в качестве ключевых элементов выбраны транзисторы, для запирания которых достаточно снять управляющее воздействие. Схема защиты приведена на рисунке 15, а.

Потенциометром Rу можно регулировать уровень напряжения управления от нуля до максимального значения, определяемого амплитудой напряжения, при котором система управления полностью запирается и формирования импульсов управления не происходит. В случае возникновения аварийного режима сигналом с датчика тока включается тиристор защиты Tз и подаёт на вход системы управления запирающее напряжение, действием которого формирование импульсов управления прекращается. В преобразователях переменного тока датчики тока обычно строятся с использованием трансформаторов тока. Схема такого датчика представлен на рисунке 15, б. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора тока TT, пропорциональное току в нагрузке преобразователя, выпрямляется и с потенциометра R поступает в схему защиты.

а б.

Рисунок 15 — Схема защиты транзисторного АИН (а) и схема преобразователя тока.