В данном разделе разработаем функциональную схему части проектируемого устройства компенсации реактивной мощности – системы импульсно-фазового управления встречно-параллельно включенными тиристорами, входящими в тиристорно-реакторную группу компенсатора реактивной мощности.

Система импульсно-фазового управления имеет следующие технические данные:

максимальное входное напряжение, В, – 10

входной ток, мА, не более

напряжение синхронизации с питающей сетью трехфазное, В80

температурный дрейф характеристики при изменении

температуры от 1 до 40 °С, %, не более

диапазон изменения угла a, град – 170

асимметрия импульсов отдельных каналов, град,±3

Система импульсно-фазового управления гальванически отделена от силовой части проектируемого устройства.

Применяемая в данной работе система импульсно-фазового управления имеет следующие особенности: косинусоидальное опорное напряжение, шестиканальное устройство фазосмещения.

Работа системы импульсно-фазового управления происходит следующим образом.

Трехфазная система напряжений из сети поступает на фильтр, который обеспечивает формирование опорных напряжений AF, BF, CF, сдвинутых на 60°. Эти напряжения используются в формирователях, обеспечивающих получение сигналов А0, В0, С0, служащих для ограничения угла amin, и сигналов Аm, Вm, Сm, служащих для ограничения угла amax.

Блок сравнения, на вход которого поступают напряжение управления Uупр, напряжение смещения Uo и опорные напряжения AF, BF, CF, выдает напряжения AS, -AS, BS, -BS, CS, -CS. Эти напряжения положительны, когда напряжение управления меньше опорного напряжения.

Напряжения ограничения угла amax (Аm, Вm, Сm), amin (А0, В0, С0), выходные напряжения блока сравнения (AS, -AS, BS, -BS, CS, -CS) поступают на формирователи, с выходов которых снимаются сигналы A', -A', B', -B', C', -C'. Моменты появления этих сигналов совпадают с моментами равенства Uупр и Uoп для каждой из фаз (при условии, что amin<a<amax).

Из этих сигналов преобразователем кодов формируются сигналы A, B, C, -A, -B, -C, моменты появления которых соответствуют углу a. С выхода кодопреобразователя сигналы поступают на выходные усилители, которые формируют последовательность импульсов, подаваемых на тиристоры.

На рисунке 37 приведены диаграммы напряжений в СИФУ.

Функциональная схема системы импульсно-фазового управления показана на рисунке 38.

Система импульсно-фазового управления выполнена с широким использованием операционных усилителей серии К544УД2, логических интегральных микросхем серии КР1533.

Микросхема К544УД2 представляет собой быстродействующий операционный усилитель. Его схема имеет внутреннюю частотную коррекцию.

ИМС серии КР1533 – это маломощные быстродействующие интегральные микросхемы, предназначенные для организации высокоскоростного обмена и обработки информации, временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии КР1533 по сравнению с другими сериями ТТЛ-микросхем обладают минимальным значением произведения быстродействия на рассеиваемую мощность. Микросхемы изготавливаются по усовершенствованной эпитаксиально-планарной технологии с диодами Шоттки.

СИФУ состоит из узла формирования опорных напряжений, узлов формирования логических сигналов, служащих для ограничения углов amin и amax, узла фазосмещения, узлов формирования диапазонов, кодопреобразователя и выходных усилителей.

Узел формирования опорных напряжений включает в себя трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, которые можно включать по схемам звезды или треугольника, и ячейку фильтра с тремя каналами апериодических фильтров, обеспечивающих фазовый сдвиг на 60°.

На рисунке 39 изображена схема фильтра, служащего для формирования опорного напряжения фазы А – напряжения АF. Схемы формирователей других фаз аналогичны.

На рисунке 39: R1 – переменное сопротивление, предназначенное для выбора параметров фильтра, R1 = 10 кОм.

R2 = 22 кОм, R3 = 5,1 кОм, R4 = 12 кОм, R5 = 10 кОм. Емкость конденсатора в цепи обратной связи ОУ: С1 = 0,33 мкФ.

Опорное напряжение, которое формируется этим узлом, необходимо в работе системы управления тиристорами для привязки импульсов отпирания к питающей сети.

На рисунке 40 показан узел формирования логических сигналов, служащих для ограничения угла amin.

Этот узел служит для формирования логических сигналов А0, В0, С0, которые имеют длительность 180о и предназначены для ограничения угла amin.

На рисунке 40 R1 и R8 – переменные сопротивления: R1 = R8 = 10 кОм. Номиналы других сопротивлений: R2 = R4 = R5 = 10 кОм, R3 = R6 = 5,1 кОм, R7 = 8,2кОм. Сопротивления R9 – R11 служат для ограничения тока, их номиналы: R9 = = R10 = R11 = 220 кОм. Емкости конденсаторов в цепях обратных связей операционных усилителей: С1 = С2 = 0,01 мкФ.