Коммутацией тиристоров

По методу передачи данных различают вычислительные сети с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений, с коммутацией пакетов и со смешанной коммутацией. Для современных ВСт характерно использование коммутации пакетов (см. § 16.4).

Передача данных в ВСт производится следующими методами: коммутацией каналов, коммутацией сообщений и коммутацией пакетов ( 16.6) [30]. Выбор метода зависит от назначения сети и характера передаваемых данных.

В соответствии с разнообразными требованиями пользователей в настоящее время на сетях передачи дискретной информации используются как традиционные методы коммутации каналов и коммутации сообщений, так и новый метод коммутации пакетов. К сетям с коммутацией каналов относится телефонная сеть, обеспечивающая живую диалоговую связь между абонентами в реальном масштабе времени. Телеграфная сеть общего пользования представляет собой прототип сети с коммутацией сообщений. В этой сети отсутствует прямая диалоговая связь между удаленными пользователями и передача сообщений осуществляется со значительными задержками, которые недопустимы в диалоговом режиме, но необходимы для обеспечения надежной доставки сообщений по указанным адресам.

Контроль сообщений. Поскольку современные системы КС являются полностью автоматизированными, т. е. участие человека (оператора) в процессе коммутации полностью исключено, большое внимание в сетях с коммутацией сообщений уделяется вопросам автоматизированного контроля за правильной и своевременной доставкой сообщений потребителю.

В нашей стране и за рубежом в настоящее время создано значительное количество систем сопряжения. Наиболее перспективными и рекомендуемыми к использованию при организации сети связи с коммутацией сообщений в СССР являются системы сопряже-

€2. Архангельский А. А., Яновский Г. Г. Алгоритм выбора пути передачи информации в сети с коммутацией сообщений. — Труды учебных институтов связи.— Л.: 1980, с. 62—65.

Для более быстрой передачи значительных объемов информации по телефонным и более широкополосным каналам связи применяется коммутация сообщений. Система связи с коммутацией сообщений работает в режиме разделения времени между несколькими или многими пользователями.

методу коммутации с накоплением, т. е. так же, как и при КС. Однако небольшая длина каждого пакета (обычно порядка тысячи бит), динамическое распределение тракта между многими абонентами и применение высокопроизводительных центров КП позволяют существенно снизить время доставки полного сообщения получателю. Пакетная коммутация в настоящее время имеет преимущества по сравнению с коммутацией сообщений, обеспечивая существенно меньшее время доставки. В сетях с КП по сравнению с сетями с КК обеспечивается лучшее использование связных ресурсов. Принцип коммутации пакетов позволяет организовывать диалоговый режим передачи. Однако наличие переприемов отдельных пакетов может привести к ухудшению качества диалога. Сравнение характеристик сетей КК, КС и КП приведено в табл. 5.1.

Внедрение метода КС-КК на сети ТгОП обеспечивает автоматизацию практически всех процессов обработки телеграмм в узлах сети и повышение производительности труда операторов ОП в 1,5...2 раза. При этом значительно улучшаются условия труда операторов ОП, повышается качество обслуживания пользователей и технико-экономические показатели сети ТгОП. В перспективе после завершения третьего этапа на сети ТгОП осуществляется переход к полному внедрению метода КС и, таким образом, — к построению сети с коммутацией сообщений общего пользования.

Наиболее полно требования абонентов ПД могут быть удовлетворены только в сетях, созданных специально для целей передачи данных. В соответствии с рекомендациями серии X МККТТ специализированные сети ПД, обслуживающие различные группы абонентов, называются сетями ПД общего пользования (ПДОП). Сети ПДОП разделены на три группы в зависимости от способа коммутации — сети ПДОП с коммутацией каналов (ПДОП-КК), с коммутацией сообщений (ПДОП-КС) и с коммутацией пакетов (ПДОП-КП).

5.9.5. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СЕТИ ПД С КОММУТАЦИЕЙ СООБЩЕНИЙ

Сети передачи данных с коммутацией сообщений пока не получили такого развития, как аналогичные телеграфные сети с КС. Преимущественное развитие получили сети ПД-КП, поскольку они обеспечивают меньшие значения средней задержки, позволяют реализовывать диалог между пользователями и т. д. Однако в тех случаях, когда необходимо передавать достаточно большие объемы сообщений, которые допускают значительные задержки (десятки и сотни секунд), применение сетей ПД-КС становится экономически оправданным.

Преобразование постоянного напряжения в трехфазное переменное осуществляется коммутацией тиристоров VI — V6, работающих в определенной последовательности. Время открытого состояния каждого тиристора составляет 2/3 полупериода выходного напряжения (длительность открытого состояния тиристоров равна 120°); последовательность включения тиристоров отвечает их нумерации по схеме, т. е. сначала включается VI, через 60° включается V2 и т. д. до V6. После V6 вновь VI и т. д. через каждую V0 периода выходного напряжения. В каждый момент времени вне коммутации открыты одновременно два тиристора. Включение тиристоров осуществляется подачей положительного импульса на управляющий электрод от БУИ. Для выключения тиристоров необходимо ток, протекающий через него, довести до нуля. Это достигается с помощью коммутирующих контуров LC', например, при включении V3 через ранее открытый VI происходит разряд конденсатора С и VI закрывается.

В случае применения в преобразователях частоты автономных инверторов напряжения с фазной или индивидуальной коммутацией тиристоров или транзисторных инверторов можно совместить в самом инверторе функции инвертирования и регулирования напряжения методом широтно-им-пульсной модуляции (ШИМ). Такиетиристорные инверторы и их системы управления существенно сложнее рассмотренных инверторов с межфазной коммутацией, а КПД их ниже из-за повышенных потерь, связанных с высокой частотой коммутации тиристоров.

Несмотря на этот недостаток инверторы с индивидуальной и фазовой коммутацией тиристоров (и транзисторные) используются в весьма перспективных преобразователях частоты с инверторами с ШИМ, применяемых в приводах с глубоким регулированием скорости. Отличительной особенностью этих инверторов является не только возможность регулирования в них как напряжения, так и частоты от нуля до номинального значения, но и получение формы выходного тока, близкой к синусоидальной. Это позволяет в таких системах обеспечить весьма широкий диапазон регулирования угловой скорости асинхронного двигателя и уменьшить потери в нем от высших гармоник напряжения. При использовании инверторов с ШИМ отпадает необходимость в источнике регулируемого выпрям-

При регулировании напряжения на выходе инвертора с поочередной коммутацией тиристоров (см. 4.50) коммутирующая способность инвертора снижается пропорционально уменьшению напряжения на входе инвертора (коммутирующая способность характеризуется максимальным током нагрузки, который он способен коммутировать).

( 14.20, б). Для этого частота собственных колебаний контура fp должна быть больше частоты системы управления коммутацией тиристоров /у. Это особенно важно при работе на повышенных частотах.

АВК с полупроводниковыми преобразователями и естественной коммутацией тиристоров инвертора ухудшают1 коэффициент мощности электропривода. Снижение коэффициента мощности происходит по двум причинам: из-за увеличения потребления (циркуляции) реактивной мощности и из-за наличия высших гармонических составляющих в кривых тока двигателя и трансформатора (мощность искажения). На 3.11 пока-

АВК с полупроводниковыми преобразователями и естественной коммутацией тиристоров инвертора ухудшают1 коэффициент мощности электропривода. Снижение коэффициента мощности происходит по двум причинам: из-за увеличения потребления (циркуляции) реактивной мощности и из-за наличия высших гармонических составляющих в кривых тока двигателя и трансформатора (мощность искажения). На 3.11 пока-

обрыва. Схемы, обеспечивающие либо ограничение времени горения дуги, либо полностью бездуговую коммутацию, многообразны и сложны. Они основаны, как правило, на конденсаторном гашении в сочетании с искусственной коммутацией тиристоров.

В инверторах с многократной коммутацией тиристоров регулирование напряжения возможно за счет изменения ширины положительного и отрицательного импульсов напряжения Та и Ть ( 3.31,е) без существенного увеличения содержания низкочастотных гармонических (3-й, 5-й и 7-й) [3.30, 3.31].

неиныя лавинных диода, конденсатор емкостью 0,1 мкФ я ЛС-ценочка. Для тиристоров используется форсированное воздушное охлаждение. Многодвигательный привод. Типичным примером многодвигательного привода является привод рольгангов на прокатном стане [6.60]. Требуемая верхняя частота составляет обычно 80—100 Гц, во иногда (для тихоходных рольгангов) она равна 20 Гц, диапазон регулирования частоты вращения — от 1 : 2 до 1:5 при нереверсивных и от 1 : 5 до 1 : 10 при реверсивных приводах, максимально допустимая нестабильность частоты вращения 1—5 %, мощность — от 50 до 500 кВ-А (в зависимости от числа двигателей). В большинстве случаев достаточно использование системы регулирования, соответствующей 6.25, поскольку обычно двигатели имеют очень мягкие характеристики. Используется двухзвенныи преобразователь частоты с инвертором напряжения и однократной коммутацией тиристоров на основной частоте. Изменение выходного напряжения инвертора осуществляется в большинстве; случаев путем изменения постоянного напряжения.

Стандартные схемы ТПН с естественной коммутацией тиристоров имеют ограниченный диапазон частоты включений в импульсных режимах. Поэтому при применении частот, сравнимых с частотой питающего напряжения и превышающих ее, применяются специальные транзисторные или тиристорные схемы с искусственной коммутацией (см. § 6.5).

Тиристорный преобразователь напряжения с естественной коммутацией тиристоров имеет ограниченный диапазон частот коммутации обмоток АД, не позволяющий реализовать большинство импульсных способов управления АД. Тиристорный преобразователь напряжения для импульсного управления должен одновременно не только включать, но и отключать три фазы обмотки статора АД. Такие ТПН должны осуществлять независимое управление как частотой, так и продолжительностью (относительным временем) включений АД. В зависимости от требований, предъявляемых к приводу, изменение этих величин может Оыть ручным или автоматическим. Одно- рис 68 Схема электропривс-времепную коммутацию всех об- да с импульсным ТПН