Система управления выполняет следующие основные задачи:
- создает синхронизированную с напряжением питающей сети многофазную систему сигналов управления (Т1-Т3), мощность и длительность которых достаточны для четкого отпирания любого тиристора в выпрямительном мосту;
- осуществляет сдвиг фазы управляющих сигналов относительно переменного напряжения питающей сети (фазосдвигающие устройства ФСУ1, ФСУ2) в зависимости от напряжения на выходе или тока нагрузки;
- обеспечивает устойчивую работу ВУТ во всех заданными техническими требованиями режимах.
Конструктивно основные элементы системы управления размещены в отдельном блоке (см.схему блока управления ВУТ), включающем в себя трансформаторы синхронизации и питания Т1, Т2, Т3, импульсные трансформаторы Т4…Т9 для включения силовых тиристоров, три LC-фильтра (L1-L3, C9-C11) и три RC-фильтра (R57-R59, C14-C16) задающего генератора ЗГ, сигнальные предохранители F1-F3, печатная плата с расположенными на ней элементами ЗГ, усилителем постоянного тока УПТ, блоком питания, фазосдвигающими устройствами ФСУ1, ФСУ2, импульсными усилителями ИУ1, ИУ2, распределителями импульсов РИ (трехфазные диодные мосты VD1-VD12, тиристорные ключи VD1-VD6). Питание системы управления осуществляется от синхронизирующих и питающих трансформаторов Т1-Т3, двух трехфазных диодных мостов VD31-VD36 и VD38-VD43, стабилизатора напряжения на VT13.
Усилитель постоянного тока (УПТ).
При увеличении выходного напряжения ВУТа, а следовательно, и напряжения сигнала обратной связи на входе УПТ (см.схему блока управления ВУТ), открывается транзистор VT19, запираются VT17, VT18, уменьшается выходное напряжение УПТ на R48. При уменьшении напряжения на выходе ВУТ и на входе УПТ напряжение на выходе последнего увеличивается.
Задающий генератор (ЗГ)
Предназначен для формирования коротких задающих импульсов, синхронизированных напряжением питающей сети. Образован выпрямительными мостами на диодах VD50-VD61, разделительными диодами VD62-VD64, стабилитроном VD65 и транзистором VT16. Когда падение напряжения на резисторах R44-R46 ЗГ велико и превышает напряжение стабилизации VD65, диоды VD62-VD64 и транзистор VT16 закрыты. При уменьшении напряжения на резисторах до величины, меньшей напряжения стабилизации VD65, один из разделительных диодов отпирается, открывая транзистор VT16.
Работа ФСУ.
В состав двух аналогичных ФСУ входят генератор пилообразного напряжения на VT15, конденсаторах С7, С4 и два компаратора на микросхемах D1, D2. На прямой вход 5 микросхем D1, D2 подается опорное напряжение со стабилитрона VD66, а на инверсный вход 4 этих микросхем- линейно нарастающее напряжение заряда конденсаторов С4, С7. При достижении равенства опорного напряжения и напряжения заряда С4, С7 на выходе 10 компараторов D1, D2 происходит скачек напряжения, который дифференцируется RC-цепочками и подается на ИУ2 (с D1 на VT14-VT11) и на ИУ1 (с D1 на VT9-VT7).
До этого в момент прохождения напряжения каждой фазы через ноль с
ЗГ (VT16) на VT15 (ФСУ1) подается синхронизирующий импульс, отпирающий этот транзистор и разряжающий этим конденсатор С7 до выходного напряжения УПТ. ФСУ2 работает аналогично, только синхронизирующий импульс подается не от ЗГ, а от ФСУ1.
Время заряда конденсаторов С7 и С4 зависит от выходного напряжения УПТ. При выходном напряжении УПТ, равном 0 (выходное напряжение ВУТ максимально), конденсаторы С7, С4 в момент прихода синхронизирующих импульсов разряжаются до 0 и время их последующего заряда максимально. Это приводит к задержке запуска силовых тиристоров каждой фазы практически до конца полупериода и уменьшению выходного напряжения с ВУТ.
Распределитель импульсов (РИ).
Предназначен для распределения управляющих импульсов между тиристорами силовой части. РИ состоит из двух трехфазных выпрямительных мостов (V1-V6 и V7-V12), в анодную часть которых включены резисторы R1-R10, а в катодную часть – тиристоры управления VT1-VT6, разделительных диодов VD13, VD18, VD19, VD24, VD25, VD30, импульсных трансформаторов Т4-Т9. Импульсы на управляющие электроды
VT1-VT6 подаются с ФСУ1, а на первичные обмотки Т4-Т9 – с ФСУ2.
При поступлении управляющего сигнала с выхода ФСУ1 на тиристоры РИ (с задержкой 1 относительно начала полупериода) в определенный момент времени включается один из тиристоров нечетной группы (VT1, VT3 или VT5) и один из тиристоров четной группы (VT2, VT4 или VT6), а именно тот, у которого в данный момент наибольшее положительное напряжение на аноде, поступающее с синхронизирующих трансформаторов Т1-Т3.
Управляющим сигналом с выхода ФСУ1 одновременно с запуском тиристоров РИ осуществляется запуск ФСУ2, в котором осуществляется дополнительный фазовый сдвиг импульсов на угол 2 по отношению к первоначальному сдвигу в ФСУ1. С выхода ФСУ2 через импульсный усилитель ИУ2 импульсы поступают на первичные обмотки импульсных трансформаторов Т4-Т9. При этом импульс проходит через обмотки тех трансформаторов, в цепи которых находятся открытые тиристоры. Так как одновременно открыты два тиристора из шести, то в соответствующих цепях РИ формируются одновременно два импульса для включения тех тиристоров силовой схемы выпрямителя, которые должны работать последовательно.
На выходе импульсных трансформаторов Т4-Т9 установлены выпрямительные (VD15, 17, 21, 27, 29) и ограничительные (VD14, 16, 20, 26, 28) диоды для подачи на управляющие электроды силовых тиристоров только положительных импульсов.
1 относительно начала полупериода) в определенный момент времени включается один из тиристоров нечетной группы (VT1, VT3 или VT5) и один из тиристоров четной группы (VT2, VT4 или VT6), а именно тот, у которого в данный момент наибольшее положительное напряжение на аноде, поступающее с синхронизирующих трансформаторов Т1-Т3.