2. 2 Коэффициент мощности при фазовом и импульсном регулировании.

Важнейшим энергетическим показателем любой электротехнической установки является коэффициент мощности. Активная мощность тиристорного регулятора (рис.1.1) на зажимах 1-2, как и мощность любой другой электротехнической установки,

где cos₁ характеризует долю активной составляющей в 1-й гармонике тока;

- коэффициент искажений (характеризует долю 1-ой гармоники в токе нагрузки);

 - коэффициент мощности (характеризует долю активной составляющей 1-ой гармоники в токе нагрузки).

Мощность на зажимах 3-4 тиристорного регулятора

Это выражение показывает, что коэффициент мощности любого одиночного тиристорного регулятора зависит только от глубины регулирования.

Коэффициент мощности для каждого способа регулирования

Результирующий коэффициент мощности электрической установки, имеющей индуктивный характер нагрузки, при совместной работе с импульсным регулятором будет выше, чем с фазовым регулятором.

Выводы

1. Проделанный анализ показывает, что одиночная установка с импульсным регулированием не уступает установке с фазовым регулированием по коэффициенту мощности и имеет меньший уровень помех.

2. Практически всегда тиристорный регулятор работает параллельно с другими потребителями, как правило, имеющими индуктивный характер нагрузки.

6

В этих условиях результирующий коэффициент мощности потребителей будет выше при использовании импульсного регулятора.

3. Импульсное регулирование можно применять только для объектов с большими постоянными времени.

4. В случае применения импульсных регуляторов, особенно одиночных, возникают низкочастотные колебания напряжения сети, которые могут сказаться на некоторых потребителях.

2. 3 Система управления тиристорным регулятором с фазовым регулированием.

Целью настоящей работы является исследование системы фазового управления тиристорным регулятором, обладающей высокой симметрией противофазных импульсов.

Предполагаемая СУ однофазным тиристорным регулятором включает (рис. 3):

- узел синхронизации УС, состоящий из синхронизирующего трансформатора (СТ);

- формирователь импульсов (ФИ), выполненный на однофазном выпрямителе, а также двух резисторах и двух элементах 4И-НЕ микросхемы К155ЛД1;

- генератор пилообразного напряжения (ГПН) на микросхеме К155ЛА7;

- суммирующее устройство, включающее элемент 4И-НЕ микросхемы К155ЛД1;

- транзисторные ключи (ТК), выполненные на транзисторах КТ-315 и КТ-815.

- генератор тактовых импульсов - (ГТ), собранный на элементах 2И-НЕ микросхемы К155ЛАЗ;

- блок питания, включающий в себя однофазный трансформатор, выпрямитель, транзисторы КТ-15, КТ-3107, КТ-814, КТ-815, два стабилитрона КС-156А, а также резисторы и конденсаторы.

Рассмотрим работу СУ, представленной на рис. 3. Вторичное напряжение синхронизирующего трансформатора с помощью однофазного выпрямителя преобразуется в однополярное пульсирующее напряжение (рис. 4. 1), которое подаётся на формирователь импульсов. Как только пульсирующее напряжение снижается до некоторого порогового напряжения (напряжения порогового нуля), состояние выхода элемента ДД 2.1 (рис.3) опрокидывается из "нулевого" в "единичное". Напряжение логической единицы поступает на вход инвертора ДД 2. 2, который улучшает форму импульсов и инвертирует их по знаку (рис. 4. 2). С выхода инвертора ДД2.2 синхроимпульсы длительностью  < 180 поступают на ГПН. За время действия короткого синхроимпульса 180⁰ -а , т. е. время

2

логического нуля на входе элемента ДД2.1, когда напряжение в питающей сети переходит через нуль, происходит формирование заряда через диод Д220 и конденсатор ГПН ёмкостью 2 мкф (рис.3, рис.4.3). По окончании синхроимпульса диод Д220 запирается и конденсатор ГПН разряжается по линейному закону через входную цепь элемента ДДЗ.1, а на выходе элемента ДДЗ.1 образуется пилообразное напряжение (рис. 4.3). На вход транзистора КТ-315 суммирующего устройства одновременно с пилообразным напряжением подаётся через резистор

7

580 Ом напряжение управления Uy. Сумма двух напряжений - управляющего и пилообразного (рис. 4. 4) задаёт режим работы транзистора КТ315 СУ. Если эта сумма оказывается меньше порогового напряжения U_пор (рис. 4.4), транзистор КТ315 закрывается и на входах 12, 13 элемента ДДЗ.2 появляется логическая единица, разрешающая прохождение напряжения с генератора импульсов ГИ на транзисторные ключи (рис. 4.5, рис. 4.6).

Изменяя величину u_y, за счет вертикального его сравнения с пилообразным напряжением мы получаем возможность изменять угол управления (включения) тиристоров  (рис. 4.7).

Исследования разбросов углов включения  с помощью 2-х лучевого осциллографа CI-55 показало, что при изменении  в широком диапазоне - от 0 до 180° разброс углов включения  а не превышает 0,5 эл. градуса.

Таким образом, из сказанного следует, что спроектированная, изготовленная и отлаженная СУ обладает высокой симметрией управляющих сигналов и не будет вносить существенных погрешностей в анализ эффективности способа снижения искажения токов и напряжений ТР.

8

Рис. 3

9

10