ЭМТнинг узгартиргич техникаси маърузаси. Ислом каримов номидаги тошкент давлат техника университети электромеханик тизимларнинг аппаратлари, элементлари узгартиргич техникаси
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
29.ТИРИСТОРЛИ ЎЗГАРМАС ТОК ЎЗГАРТКИЧИ ТИРИСТОРЛАРИНИ БОШҚАРИШ Ҳозирги пайтда ТЎишчи схемаларидаги тиристорларни бошқариш учун вертикал принципида ишловчи импулс – фаза бошқарув тизимлари (ИФБТ) кенг қўлланилмоқда. ИФБТ га қўйиладиган асосий талаблар тиристорлар-нинг нормал ишлашини таъминлаши ва ҳар қандай нонормал режимлардан муҳофаза қилиши лозим ва бу талаблар қуйдагилардан иборат: 1. бошқариш импулсининг амплитудаси 200 – 400 мА дан кам бўлмас-лиги керак; 2. импулс кенглиги шундай бўлиши керакки, бу оралиқда тиристордаги токнинг ўсиши, унинг ўртача қийматига етиб олишга улгуриши керак ва одатда бу кенглик 10 – 150 га тенг бўлади; 3. бошқарув жараёнидадаги асимметрияни йўқотиш учун (асимметрия даражаси 30 дан ошмаслиги керак) импулснинг бошланишидаги тиклик даражаси юқори (10 А/с тартибда) бўлиши лозим; 4. бошқарув бурчагининг ўзгариш дипазони  бўлиб, тиристорлар бошқариш бурчагининг максимал қиймати  бўлиши керак;5. бошқарув тизимининг тезкорлиги ТЎнинг амалда инерциясиз қурилма сифатида ишлашига имкон яратиши лозим. ИФБТ нинг функционал схемаси 29.1а – расмда берилган бўлиб, бу ерда ТКГ – таянч кучланиши UТКни ҳосил қилади (UТК нинг формаси синисои-дал, аррасимон ва бошқа кўринишларда бўлиши мумкин) бу сигнал ФСҚ – фаза силжитиш қурилмасида бошқарув кучланиши Uб билан солиштирилиб, уларнинг айирмаси (Uб – UТК) ишораси ўзгарилиши ИГ – импулс генера-торида бошқарув импулсининг юзага келишига ва куч схемадаги тиристор V ни очишга имкон беради. 4.1 – жадвалда амалиётда кенг қўлланиладиган таянч кучланши UТК нинг икки хил кўриниши учун ИФБТ нинг бошқарув тавсифи  ва кучайтириш коэффиценти  нинг мате-матик ифодалари берилган. 29.1б – расмда синусоидал ва аррасимон кўринишдаги таянч кучланишли ИФБТ нинг ростлаш тавсифлари  берилган бўлиб, бу тавсифлар таянч кучланишининг формаси синусоидал бўлганда (1 – эгри чизиқ) ва аррасимон бўлганда (2 – эгри чизиқ) тўғри чизиқли кўринишда бўлади. Худди шу икки хил кўринишга эга бўлган таянч кучланишли ИФБТ ларнинг кучайтириш коэффицентлари 29.2а – расмда келтирилган. Таянч кучланишининг формаси синусоидал (1 – эгри чизиқ) ва (2 – тўғри чизиқ) бўлган ҳолдаги ИФБТ кучайтириш коэффициентларини солиштирсак UТК нинг формаси аррасимон бўлган ҳолда кучайтириш коэффициент ўзгармас бўлиб, тиристорларнинг очилишини бошқаришда катта қулайлик яратади.  29.1 – расм. ИФБТнинг функционал схемаси (а) ва бошқарув бурчагининг таянч кучланишига боғлиқлик тавсифлари (б) 4.2 – жадвал
ТЎ нинг натижавий кучайтириш коэффиценти  (4.9)бўлиб, бу ерда  – ўзгарткич ишчи схемасининг кучайтириш коэф-фициент бўлиб, (4.1) тенгламани бошқарув бурчаги  бўйича олинган ҳосиласидир.ИФБТ нинг таркибида бир хил олти бошқариш блоклари ББ1 – ББ6 да ҳосил бўлган таянч кучланишлари Uтк билан бошқариш блоклари учун умумий бўлган Uб айирмаси ИГ1 – ИГ6 импулс генераторларига узатилиб, уларда бошқариш импулслари ҳосил қилинади. Тиристорларнинг бошқариш бурчаклари ни ростлаш бошқариш кучланиши Uб ни ўзгартириш билан амалга оширилади.30.ИМПУЛЬС КЕНГЛИГИ БОШҚАРИЛАДИГАН ЎЗГАРМАС ТОК МАНБАЛАР Кичик қувватли (бир неча киловатгача бўлган) ўзгармас ток электр юритмаларда узлуксиз характердаги ўзгармас ток кучланиши кенглиги бошқариладиган импулсларга ўзгартирилиб электр моторларни бошқариш кенг қўллаш тараққий этмоқда. Бундай турдаги ўзгарткичларнинг асосини импулснинг амплитуда ва частота қийматлари ўзгармас қолдирилиб, фақат кенглигини ўзгартирадиган модулятор (ИКМ) ташкил этади. Импулс кенглиги бошқариладиган ўзгартгичлар (ИКБЎ) ТЎларга қараганда тезликни ростлаш оралиғи катта, яъни  юқори даражада бўлиши билан, моторнинг ток бўйича юкланиши катта бўлиши ва тармоқ кучла-нишининг формасига таъсири кам бўлиши билан ижобий фарқланади.ИКБЎнинг функционал схемаси 30.1а – расмда тасвирланган бўлиб, юкланишдаги кучланишнинг ўртача қиймати қуйидаги ифода билан аниқланади  , (4.19) бу ерда UT– манба кучланиши;  импулс чуқурлиги; Тк– коммутация даври;  коммутация даврининг ишчи қисми.(4.19) – тенгламадан кўриниб турибдики, юкланишдаги кучланишнинг  қиймати UT = сonst бўлганидагина импулс чуқурлигига боғлиқ бўлади (30.1в – расм). 30.1 – расм. Импулс кенглиги бошқариладиган ўзгармас ток ўзгарткичининг функционал схемаси (а), блок – тизим модели (б) ва кучланишлар диаграммаси (в) ИКМнинг вазифаси Uб бошқарув кучланишининг қийматига мос келувчи кенгликдаги импулсларни ҳосил қилишдир. Бошқариладиган кенгликдаги импулсларни ҳосил қилишнинг икки хил усули мавжуд бўлиб, улардан бири фаза оралиғи бошқариладиган икки тўғри бурчакли импулсларни қўшиш асосида (30.2а – расм); бундай қурилма тўғри бурчакли кучланишларни ҳосил қилувчи МВ1 ва МВ2 мултвибраторлардан, фаза силжитиш қурилмаси ФСҚ дан ҳамда чиқиш кучланишларини қўшувчи ва тўғриловчи қурилма ТҚҚ дан иборат бўлади. 30.2б – расмда керакли импулс чуқурлигига эга бўлган натижавий импулсларни ҳосил қилиниши кучланишлар диаграммаси орқали тасвирланган.  30.2 – расм. Мултвибраторли ИКМнинг функционал схемаси (а) ва кучланишлар диаграммаси (б) Иккинчи усул маълум частота ва формага эга бўлган таянч кучланиши UТК билан бошқарув кучланиши Uб ни қўшиш натижасида импулс кенглиги бошқариладиган сигнал ҳосил қилинади. 30.3 – расмда шундай импулс кенглиги модулятори ИКМ нинг функционал схемаси тасвирланган бўлиб, бу ерда ТКГ – таянч кучланиш генератори, СҚ – солиштириш қурилмаси, БҚ – бўсаға қурилмаси, БИТҚ – бошқарилувчан импулсларни ташкил қилувчи қурилма. Таянч кучланиши генератори ТКГ дан чиққан UТК СҚ да бошқарув кучланиши Uб билан солиштирилиб, уларнинг айирмаси БҚ га узатилади. UТК нинг формаси аррасимон бўлиб, частотаси fТК = 1/ТК га тенг бўлади. Агар БҚ даги сигнал UТК – Uб > 0 бўлса, БҚ дан чиқаётган сигнал максимал даражада («бир» сигнал) бўлади ва бу сигналлар БИТҚ га юборилади, ҳамда ТКГнинг сигнали билан солиштирилиб, коммутаторни бошқариш учун импулслар UИКМ ишлаб чиқаради.  UИКМ 30.3 – расм. Таянч кучланиш генераторли ИКМнинг функционал схемаси Коммутатордаги тиристор ёки транзисторлар калит режимида ишлаб, уларнинг ишлаш тактлари ИКМдан чиққан сигналларнинг кўрсаткичларига боғлиқдир. Таянч кучланиши формаси аррасимон бўлганда, ИКБЎнинг ўртача кучланиш тавсифи тўғри чизиқли функцияни беради  ,бу ерда  ИКБЎнинг кучайтириш коэффиценти.ИКБЎ нинг куч схемаси коммутацион иш режимида ишлайдиган тиристорлар ёки куч транзисторларидан ташкил топган бўлади. Агар тиристорли электр юритмаларда тиристорлар табиий коммутацион режимда ишласа, ИКБЎли электр юритмаларда эса тиристорлар сунъий коммутацион иш режимдиа ишлаши билан фарқ қилади. ИКБЎ ларнинг қуввати 0,5 кВт гача (кучланиши 110 В), токининг эса чекланиш қиймати 2  2,5 А бўлган қурилмаларда ишчи схема куч транзисторлари асосида яратилади. Бу авваламбор, ҳозирги кунда ишлаб чиқарилаётган куч транзисторларининг ток бўйича имкони чегараланганлиги, бошқариш схемаларининг мураккаблиги ва айниқса, транзисторлар кетма – кет уланган бўлса янада мураккаблашиши, бу ярим ўтказгичларни ИКБЎнинг ишчи схемаларида кенг қўлланилишига имкон бермайди. Кучланиш ва ток қийматлари бўйича транзисторларнинг имконияти паст бўлгани учун ҳам катта қийматли ток ва кучланишга мўлжалланган қурилмаларда катта қувватга эга тиристорларни қўллаш ишчи схемаларини соддалаштиришга ва уларни бошқаришни осонлаштиришга олиб келади. Тиристорлар ҳам баъзи жузий камчиликлардан холи эмас, чунончи сунъий коммутациянинг зарурийлиги ростлаш тизимининг мураккаблашишига олиб келади; ток қиймати юкланиш токининг қийматига тенг бўлганда ўз – ўзидан ўчиб қолиши; тиристорни очиқ ҳолда ушлаб туриш учун керак бўлган ток қийматининг кичиклиги; юкланишнинг характери индуктив бўлганда тиристорларни очиқ ҳолда ушлаб туриш учун токнинг керак бўлган қиймати даражасигача ўсиши учун кечга қолиш вақтининг мавжудлигидир.Нореверсиз ИКБЎнинг ишчи схемаси содда бўлиб, тиристор калит V1 дан ва диод D1дан иборатдир (30.4а – расм). Юклагич Zюк даги кучланиш қуйидаги формула ёрдамида аниқланади  . (4.21)D1 нинг вазифаси коммутаторнинг Т - tул вақт оралиғида, яъни ўчиқ ҳолатида ўзиндукция ЭЮК таъсирида юкланишда токнинг узилиб қолишига йўл қўймасликдан иборат. Реверсиз ИКБЎнинг ишчи схемаси кўприк схема асосида бўлиб, калитларнинг коммутацияси турли қонуниятлар асосида бажарилиши мумкин (30.4б – расм). Тиристорларни симметрик бошқариш усули билан очганимизда tул вақтида тиристорлар жуфти V1 ва V3 ишлаб, V2 ва V4 тиристорлар ўчирилган бўлади. Бундай коммутация юкланишда ҳар хил ишорали импульс ЭЮК ҳосил қилади,  (4.22)ва бу реверсив ИКБЎнинг ўртача кучланишини беради.  30.4 – расм. ИКБЎнинг нореверсив (а) ва реверсив (б) куч схемалари Бундай коммутация усулида ишлаётган ИКБЎнинг кучланиши UЎРТ = 0 бўлганида юкланишдан ўтаётган ток узилиб қолмайди ва ўзгарткичнинг ташқи тавсифи чизиқли характерга эга бўлади. Ток пулсация даражасининг юқори бўлиши ИКБЎ ларнинг асосий камчиликларидир. Тиристорларни носимметрик бошқарганимизда ИКБЎнинг чиқишидаги кучланиш бир қутбли имплуслардан иборат бўлади. Ҳар қайси тиристорли жуфт калитлар tул + Тк  вақт оралиғида ва битта тиристор калитнинг бошқасига нисбатан Тк даврга силжиши вақтида уланиши билан харак-терланади. Тиристорларнинг навбат билан ишлаш тартиби қуйидагича: V1, V3 – V1 – V1, V3 – V3 – V1, V3 ва ҳ.к. tул вақт оралиғида иккала тиристор уланган ҳолда импулс ЭЮК ҳосил бўлиб, бир тиристор уланган t0 вақт оралиғида импулс ЭЮК ҳосил бўлмай балки ўзиндукция токи уланган тиристор ва диод орқали ёпиқ контур ҳосил қилади. ЭЮК қутбларини ўзгартириш учун жуфт тиристорлар V2 ва V4 уланади. Агар юкланиш вазифасини ўзгармас ток мотори бажарганда ИКБЎ нинг муҳим кўрсаткичи бўлган ток пулсациясини аниқлаймиз , (4.23)бу ерда Rя– мотор якор занжирининг актив қаршилиги, Ом. Тя – якор занжирининг электромагнит вақт доимийлиги, с; к – схема коэффициенти: бир қутбли ЭЮК импулслар учун к = 1, ҳар хил қутбли ЭЮК импулслар учун эса к = 0,5. (2.23) – тенгламадан кўриниб турибдики, носимметрик коммутация режимида ишлаётган ИКБЎнинг ток пулсациясининг даражаси симметрик коммутация режимига нисбатан икки мартаба кам бўлади ва шу билан бирга ИКБЎнинг носимметрик қонунияти билан ишлайдиган коммутацияланувчи схемаларнинг афзалликлари яққол кўринади. 31.ТИРИСТОРЛИ БЕВОСИТА ЧАСТОТА ЎЗГАРТКИЧЛАР Тиристорли бевосита частота ўзгарткичларда тармоқдан келаётган ўзгармас частотали ва кучланишнинг ҳақиқий қиймати ўзгармас бўлган ўзгарувчан ток кучланиши бевосита оралиқ ўзгарткичларсиз частота ва кучланишининг ҳақиқий қиймати ростланувчан ўзгарувчан ток кучланишига ўзгартирилади. Бевосита ТЧЎнинг ишлаш принципини шу ўзгарткичнинг бир фазали схемаси асосида кўриб чиқамиз (31.1 – расм). Бу схема ўзгармас ток тиристорли ўзгарткичнинг реверсив нол схемасидан иборатдир. Агар чап гуруҳ тиристорларига очилиши учун сигнал берганимизда, юкланиш Zюк дан кучланиш нол нуқтага нисбатан мусбат ишорали бўлади ва унинг ўртача қиймати  бўлиб, бу ерда  тиристорларнинг бошқариш бурчаги;  бошқариш бурчаги  бўлгандаги юкланиш Zюк даги кучланиш. 31.1 – расм. Бир фазали бевосита ТЧЎнинг схемаси Энди ўнг гуруҳ тиристорларига бошқарув сигналларини бериб очганимизда, чап гуруҳ тиристорлари ёпилиб Zюк даги кучланишнинг ишора-си манфий бўлади. Агар бошқарув импулсларини гоҳ у гоҳ бу гуруҳ тирис-торларига даврий равишда юбориб турганимизда, юкланишдаги кучланишнинг ишораси ҳам мос равишда ўзгариб туради. Шундай қилиб, юкланишда частотаси тармоқ частотасидан фарқли (унга тенг ёки ундан кам) частотали ўзгарувчан кучланиш ҳосил қиламиз. Бошқарув импулсларнинг кетма – кетлик даврини ўзгартириб Uюк нинг частотаси бошқарилади, агар бошқарув бурчагини ўзгартирсак Uюк нинг ўртача қиймати ростланади.Саноат қурилмалари электр юритмаларида бевосита ТЧЎларнинг уч фазали нол схемалари кўпроқ қўлланилади ва унинг принципиал схемаси 31.2 – расмда тасвирланган. Иишчи тиристорларнинг сони 18 га тенг. Бевосита ТЧЎнинг уч фазали кўприк схемали вариантда эса ишчи тирис-торларнинг сони 36 га тенг (31.2 – расм). Ўрта ва катта қувватли ўзгарувчан ток электр юритмаларида ушбу схемали бевосита ТЧЎ нинг ишлатилиши иқтисодий ва эксплуатацион кўрсаткичлари бўйича ўзини оқлайди.  31.2 – расм. Уч фазали нол схемали билвосита ТЧЎ схемаси Бевосита ТЧЎларнинг бошқарив бурчагини бошқариш учун реверсив ўзгармас ток ўзгарткичларида қўлланиладиган фаза силжитиш қурилма-ларидан фойдаланилади. Бевосита ТЧЎнинг ишчи схемасида тиристорлар комплекти сонига қараб ФСҚ лар ҳам шунча бўлиши, яъни уч фазали нол схемали бевосита ТЧЎ лар учун ФСҚ лар сони олтита бўлиши талаб этилади. ФСҚларни бошқариш учун частотаси ҳамда кучланиш амплитудаси ростланувчан бўлган олти фазали симметрик тизим бўлиши керак.  32.1 – расм. Уч фазали кўприк схемали билвосита ТЧЎ схемаси Бевосита ТЧЎ чиқиш кучланишининг формаси тўғри бурчакли – поға-нали бўлса, у ҳолда бошқарилувчи кучланиш манбаи сифатида тўғри бурчакли импулс ишлаб чиқарувчи олти фазали «генератор»дан фойдаланилади. Бундай «генератор» бир фазали генератор ва импульслар тарқатгич блокларидан ташкил топган бўлади. Бевосита ТЧЎларнинг асосий афзалликлари:
Бевосита ТЧЎнинг асосий камчиликлари:
|
