可控硅整流装置的控制原理.doc

1 可控硅整流装置的控制原理 可控硅整流装置的开环控制以三相全控桥为例,可控硅整流装置的输出电压 Ud 与可控硅控制角α之间的关系如下: Ud= α式中: Ud —可控硅整流装置输出电压; Uzl —整流变压器二次侧线电压; α—可控硅控制角。由上式可以看出,可控硅整流装置的输出电压与可控硅控制角α有关系。在如图 1中α实际上由控制电压 Uy 决定,即当 Uy 增加时,α增大,则 Ud 减小;当 Uy 减小时,α减小,则 Ud 增大。所以调节 Uy 的大小, 可以控制整流装置的输出电压值。这便构成了整流装置的开环控制。 可控硅整流装置的闭环控制整流装置的输出通过调节单元,来控制 Ud 这一过程便构成了可控硅整流装置的闭环控制。如图 2所示。图中的调节单元为整个控制系统的核心,这个调节单元设计的如何,决定着整流装置能否正常工作。 调节单元调节单元的构成及原理如图 3所示。图中 Uvf 为装置 Uif 为装置输出电压或电流反馈信号。当只有电压反馈 Uvf 时, 整流装置工作在恒压状态下;当只有电流反馈 UIf 时,装置工作在恒流状态下。 R1 、 R3 、 R5 、 C、 N构成了 PI调节器。 PI调节器输出 Uy 与电压反馈 Uvf 之间的关系为: 由式中可以看出, Uvf 决定 Uy , 从而决定整流装置的输出电压 Ud , 这样就构成了一个自动调节系统。这一调节单元的加入,使整流装置自动工作在恒压或恒流状态。当电网波动或整流装置负载变化而引起整流装置输出电压高于输出整定值时,电压反馈 Uvf 升高, Uy 也升高,则控制角α增大。由整流装置输出电压公式可以看出, Ud 相应减小,控制角α减小,使 Ud 增大, 以达到整定值。通过这种自动调节,使整流装置达到稳定电压的目的。整流装置处于恒流工作状态时,其调节过程与恒压状态的调节过程原理相同,这里不再赘述。 RP1 为整流装置输出电压或电流值的设置电位器,通过 RP1 的调整,使装置输出一定的电压或电流值。 2 限流保护限流保护是在整流装置工作在恒压状态下所加入的一种保护措施。当整流装置输出电流超过额定值时, 这种保护能使整流装置的输出电压降低,并使装置继续运行,如图 4所示。电流反馈信号 Uif 经过运算放大器放大,再经过反相器倒相后,与电压反馈信号 Uvf 通过选通电路相迭加在一起,做为 PI调节器的输入。这里 UIf ˊ=R7/R5 ( R2/R1 ? Uif+R2/R3 ? URP1 ) 运算放大器 N1 与反相器 N2 完成电流反馈信号的放大作用。电路应该这样设计和调整,当整流装置输出电流超出输出电流额定值,即|UIf|>|URP1| 时,保证 UIF ˊ>Uvf ; 当整流装置输出电流低于输出电流额定值即|UIf|<|URP1| 时, UIF ˊ< Uvf ,而选通电路能保证: 当 UIF ˊ>时, Uˊ=UIF ˊ-Uv2 当 UIF ˊ<时, Uˊ=Uvf-Uv1 Uv1 —二极管 V1 的管压降, Uv2 —二极管 V2 的管压降。综上所述,电流反馈与电压反馈经选通电路后,保证只有一个信号作为 PI调节器的输入。也就是说, 当整流装置输出电流超出电流额定值时,则只有电流反馈作为 PI调节器的输入,那么整流装置处于恒流工作状态。当整流装置输出