Коммутирующего устройства

9. Расчет генератора коммутирующего напряжения..........27

взаимно вычитались. Так, в триодном модуляторе, показанном на 17-14, б, использованы два триода с противоположной проводимостью, (р-п-р и п-р-п). В результате этого токи, проникающие вследствие неидеальности триодов на выход модулятора от коммутирующего напряжения UK, имеют противоположную полярность. Замыкая суммарную э. д. с. триодов на сопротивление R0, включенное между их коллекторами, можно найти на нем такую среднюю точку, потенциал которой равен потенциалу эмиттеров триодов. При этом составляющая UK, проникающая через левый триод модулятора, падает на левой части сопротивления ^0, а проникающая через правый — на правой части R0, в то время как выходное напряжение модулятора при Ux = 0 может быть сведено к достаточно малой величине (десятки микровольт). Наилучший эффект достигается при использовании в качестве коммутирующего UK напряжения, изменяющегося по прямоугольному закону.

Выпрямители управляемых (фазочувствительных) демодуляторов. Эти цепи характеризуются наличием дополнительного управляющего (коммутирующего) напряжения, которое управляет выпрямителем, «открывая» или «запирая» его.

После выбора диодов и сопротивлений гд надо рассчитать цепь коммутирующего тока (сопротивления R для схемы 17-23, а или трансформатор Тк для схемы 17-23, б), исходя из того, чтобы при данном напряжении ик источника коммутирующего напряжения через диоды проходил коммутирующий ток выбранной ранее величины.

под действием ЭДС якорной обмотки. При принудительной коммутации управление тиристорами осуществляется под действием коммутирующего напряжения отдельного источника либо напряжения питающей сети. При смешанной коммутации имеет место комбинация первого и второго способов.

Различают узлы параллельной и последовательной коммутации. В обоих случаях для выключения тиристора к нему прикладывают обратное напряжение, под действием которого прекращается анодный ток тиристора и восстанавливаются его запирающие свойства. Источником коммутирующего напряжения обычно является конденсатор, предварительно заряженный с нужной полярностью.

Стойкость симистора к du/dt характеризуют для двух направлений тока и различают критическую скорость нарастания прямого напряжения и критическую скорость нарастания коммутирующего напряжения.

Критическая скорость нарастания коммутирующего напряжения (du/dt) — максимальная скорость нарастания напряжения, прикладываемого к симистору в направлении, противоположном направлению протекающего тока, при которой не происходит включения симистора. Так, например, при работе на ^/.-нагрузку для симистора важно знать скорость нарастания коммутирующего напряжения.

Угол опережения а включения транзистора Т\ устанавливается с помощью ЯС-цепочек (R\, RZ, С\, С2) в соответствии с вольтсе-кундной площадью коммутирующего напряжения, необходимой для изменения токов в переключаемых обмотках.

Различают узлы параллельной и последовательной коммутации. В обоих случаях для выключения тиристора к нему прикладывают обратное напряжение, под действием которого прекращается анодный ток тиристора и восстанавливаются его запирающие свойства. Источником коммутирующего напряжения обычно является конденсатор, предварительно заряженный с нужной полярностью.

Принцип работы преобразователя основан на периодическом включении и выключении тех или иных полупроводниковых приборов (вентилей). Под включенным понимается проводящее или открытое, а под выключенным — непроводящее или закрытое (запертое) состояние полупроводникового прибора. Особое значение для реализации показанных на 1.1 типов преобразователей имеет принцип выключения или запирания прибора, приводящий к размыканию соответствующей ветви силовой цепи. Способ выключения зависит от вида источника напряжения, который обеспечивает ток, необходимый для выключения полупроводникового прибора. В большинстве случаев ток, проходящий через прибор, который выключается, переводится под действием этого источника напряжения в другую ветвь цепи за счет включения (отпирания) прибора в этой ветви; такой процесс называется коммутацией. Если источником коммутирующего напряжения является первичная или вторичная сеть переменного тока, коммутацию называют сетевой (или иногда естественной); если источником коммутирующего напряжения является вспомогательное напряжение, получаемое с помощью элементов, входящих в специальные коммутирующие цепи самого преобразователя (вентилей, конденсаторов, дросселей и т. д.), коммутацию называют принудительной (или иногда искусственной). В последнем случае могут быть также использованы приборы, которые полностью или частично (т. е. в комбинации с другими средствами) выключаются с помощью управляющего электрода, например транзисторы или специальные запираемые тиристоры (см. § 2.2).

до 900 об/мин и запасает кинетическую энергию ^ = 580 МДж. При разгоне якорь УМ потребляет мощность 1600 кВт, мощность возбуждения равна 1000 кВт. Диски якоря вращаются попарно в противоположных направлениях, чтобы взаимно компенсировать воспринимаемые статором и передаваемые на фундамент реактивные моменты, достигающие больших значений в разрядном режиме ЭМН [5.9]. Данная установка предназначена для питания электромагнита протонного синхротрона, а также мощных соленоидов. Предельные параметры ударного разрядного режима УГ: напряжение 800 В, максимальный ток до 1,8 МА, длительность отбора мощности 0,1—0,5 с, максимальная мощность 1440 МВт, электромагнитная энергия 14^=1,28 МДж, КПД разряда гр= 0^/0^ = 0,256. В качестве коммутирующего устройства использовались жид-кометаллические ПК генератора. После модернизации ПК этот генератор применялся для питания различных потребителей в режиме циклического разряда, типичные параметры которого: 800 В, 6 кА, 4,8 МВт, 7,5 мс. Коммутатором служили пневматически управляемые твердотельные щеточные ПК якоря [5.22].

На 5.9 дана упрощенная схема, поясняющая работу электродинамической ускорительной установки. Обмотка ОВ возбуждения УГ питается от независимого источника. После разгона ротора УГ ключ коммутирующего устройства КУ устанавливают в положение 7 и производят разряд УГ на индуктивный накопитель ИН, через который протекает ток i1. При достижении заданного значения i1 ключ КУ переводят в положение 2 и ИН разряжается через подвижный элемент ПЭ, имеющий плазменный или твердотельный (щеточный) скользящий электрический контакт ЭК с рельсовыми направляющими РН. Изменяющийся ток /2 создает между РН магнитное поле с усредненной индукцией В, возникающая электродинамическая сила F3x$Bli2 разгоняет проводящий ПЭ длиной /, который движется со скоростью v = dx/dt по РН. Конечное значение v зависит от параметров ЭМН и ИН, массы ПЭ и продольного размера Ъ направляющих. Коэффициент р«0,5 в выражении F3 соответствует допущению, что справа от ПЭ поле ВхО.

Следует иметь в виду, что для каждого коммутирующего устройства и для реле в частности существует ограничение по минимальным значениям тока и напряжения, которые могут коммутировать контакты. Поэтому реле нужно подбирать так, чтобы фактический ток и напряжение были больше, чем минимально допустимые.

Отсюда следует, что перенапряжения при отключении цепей постоянного тока зависят от индуктивности L отключаемой цепи и от производной тока по времени di/dt, которая определяете'! интенсивностью действия коммутирующего устройства (чем интенсивнее это устройство, тем больше di/dt и выше перенапряжения).

Работа тиратрона в схеме сводится к роли коммутирующего устройства (ключа), способного включить ток в управляемой цепи, т. е. через нагрузку, подачей пускового сигнала на сетку этого прибора. Выключение тока (размыкание управляемой цепи) возможно (см. § 16.1) только соответствующим снижением напряжения на аноде тиратрона. Тиратрон в схеме можно использовать в двух режимах: с питанием управляемой Цепи переменным или постоянным напряжением.

Следует отметить, что у контактных аппаратов изменение сопротивления коммутирующего устройства, а следовательно, и тока в цепи происходит скачкообразно, т. е. в ограниченный (доли секунды) промежуток времени. Такой режим применительно к аппаратам на небольшие токи называют также релейным. У бесконтактных аппаратов в зависимости от характера (скорости) изменения управляющей величины изменение сопротивления коммутирующего элемента может происходить как скачкообразно, так и плавно. В первом случае аппарат работает в коммутационном (релейном) режиме «открыто» — «закрыто», во втором — в режиме регулятора (работа в этом режиме рассматривается в курсах теории автоматического регулирования).

18-1. Универсальный переключатель: а — общий вид; 6 — блок коммутирующего устройства; в — блок механизма фиксации

Линейно-изменяющееся напряжение образуется обычно при заряде (или разряде) конденсатора через активное сопротивление — линейное или нелинейное ( 8.2). Для получения последовательности импульсов линейно-изменяющегося напряжения необходимо коммутировать цепи заряда и разряда конденсатора в начале (t = 0) и в конце (t =• •= Тцр) прямого хода. В зависимости от режима работы коммутирующего устройства различают управляемые и автоколебательные ГЛИН.

Независимо от режима работы коммутирующего устройства разрядный элемент должен обеспечивать разряд конденсатора за время, не большее То0р:

Схема включения газоразрядного цифрового индикатора приведена на 22,2. Питающее напряжение подается на анод относительно одного из катодов. Если напряжение между анодом и одним из катодов будет равным напряжению зажигания, в баллоне наблюдается разряд. Прикатодная область отличается ярким свечением газа и в смотровом окне хорошо просматривается соответствующая цифра. Чтобы высветить другую цифру, необходимо подключить другой катод с помощью внешнего коммутирующего устройства.

В § 11-3 были рассмотрены основные соотнсмления одинарной мостовой схемы. Но в практической схеме такого моста ( 11-5), кроме ранее указанных основных сопротивлений плеч, необходимо учитывать сопротивление подключающих проводов лш сопротивление щеток /-щ коммутирующего устройства, а также сопротивление монтажных проводов г„ и переходные сопротивления контактов.