Раздельное управление заключается в том, что управляющие импульсы подаются только на тот комплект тиристоров (см. рис. 8.2, например, 1VS), который в данный момент должен работать (в выпрямительном или инверторном режимах). На тиристоры неработающей группы (2VS) управляющие импульсы не подаются, и она «закрыта». Очевидно, что при этом нет контура для прохождения уравнительных токов и нет необходимости применять уравнительные реакторы.
В общем случае согласование углов управления тиристорными группами может быть произведено по любому произвольному закону. При линейном согласовании (51) внешние характеристики являются продолжением друг друга в выпрямительном и инверторном режимах в области непрерывного тока (см. рис. 8.4, в, характеристики 1 и 2). При этом в момент переключения групп отсутствует скачок напряжения преобразователя, так как напряжение инверторной группы оказывается равным напряжению выпрямительной группы.
В то же время при линейном согласовании наблюдается неоднозначность характеристик преобразователей 1VS и 2VS в зоне прерывистых токов, поскольку напряжение выпрямительной группы получается больше, чем напряжение инверторной группы. Поэтому переключение тиристорных групп 1VS и 2VS из выпрямительного режима в инверторный и обратно сопровождается появлением скачка тока (Iскач) (см. рис. 8.4, в, например, переключение из точки а выпрямительного режима в точку б инверторного режима). Величина тока Iскач зависит от положения точки а в области прерывистых токов, а также от чувствительности датчика тока, сигнал с которого разрешает переключение. В трехфазной мостовой схеме выпрямления значение Iскач достигает 30 % от номинального тока преобразователя.
Чтобы исключить неоднозначность характеристик в области прерывистых токов, применяют нелинейное согласование (8.3). При этом внешняя характеристика инверторной группы поднимается (см. рис. 8.4, в, характеристика 3) из-за увеличения напряжения инвертора, и значение броска тока становится меньше I’скач <Iскач. Однако в этом случае оказываются неоднозначными характеристики в области непрерывных токов. Суммарные характеристики получаются подобными характеристикам, изображенным на рис. 8.4, б.
Переключение комплектов преобразователей 1VS и 2VS осуществляется логическим устройством, которое запирает выходящую из работы тиристорную группу (снимает импульсы управления) и исключает другую группу при определенном сочетании двух сигналов:
· сигнала, определяемого полярностью управляющего напряжения преобразователя;
· сигнала сдатчика тока, указывающего на отсутствие тока в запираемой группе.
В том случае, когда реверсивный преобразователь используется в качестве тиристорного возбудителя, переключение групп происходит в функции знака управляющего сигнала на входе системы управления, который определяет полярность напряжения на обмотке возбуждения. Логическое устройство не разрешает переключение до тех пор, пока ток возбуждения не снизится до нуля.
При работе реверсивного преобразователя на якорную цепь машины переключение оказывается более сложным, так как возможен рекуперативный режим без изменения знака сигнала, управления (например, при подтормаживании двигателя) .
Для создания сигнала, воздействующего на переключения групп, необходимо включить преобразователь в замкнутую систему регулирования. Например, можно формировать сигнал управления как разность задающего напряжения на входе системы управления преобразователем и напряжения обратной связи по скорости. При переходе машины в генераторный режим знак разности указанных напряжении изменяется, что служит сигналом для переключения групп. Переключение произойдет, если на логическое устройство придет сигнал об отсутствии тока в тиристорах выпрямительной группы.
Необходимость указанной связи лишает преобразователь той автономности, которой обладает преобразователь с совместным управлением. От этого недостатка свободна схема так называемой сканирующей логики. При появлении паузы в токе преобразователя (при вхождении преобразователя в область прерывистых токов) формируется импульс, воздействующий на переключающее устройство
с памятью (триггер).
Например, из выпрямительного режима (см. рис. 8.4, г, точка а) происходит переключение в инверторный режим (точка б). Если при этом ток нагрузки в инверторном режиме мал, и рабочая точка остается в зоне прерывистых токов, произойдет повторное переключение в выпрямительный режим (из точки в в точку г) и т.д. до тех пор, пока в одной из групп под воздействием сигнала управления не появится непрерывный ток. При исчезновении паузы в токе нагрузки переключение триггера прекращается, и преобразователь работает в выпрямительном или инверторном режимах.
Таким образом, эта схема осуществляет автоматический поиск той группы тиристоров, которая должна включиться. Частота переключений и площадь прямоугольника а, б, в, г (рис. 8.4, г) зависят от чувствительности датчика тока (проводимости), индуктивности в якорной цепи (Ld) и соотношения углов α и β.
В реальных схемах логическое устройство дает разрешение на включение ранее неработающей группы тиристоров не сразу после отключения проводящей группы, а с некоторой задержкой не менее 2π/m2πfс. Обычно пауза при переключении групп составляя 2 – 10 мс в зависимости от типа схемы и обусловлена тем, что ток работающей группы должен упасть до нуля, а тиристоры должны восстановить запирающие свойства. Наличие паузы ухудшает динамические характеристики преобразователя с раздельным управлением по сравнению с преобразователем с совместным управлением. В частности, быстродействие при торможении и реверс машины при раздельном управлении ниже, чем при совместном.
Раздельное управление не может быть использовано при питании электрических машин, работающих в режиме идеального холостого хода. Кроме того, недостаток раздельного управления преобразователем обусловлен еще тем, что возникает необходимость контролировать наличие импульсов управления при работе инверторной группы в области непрерывного тока, так как пропадание импульсов ведет к срыву инвертора. По сравнению с совместным управлением внешним характеристикам при раздельном управлении свойственны нелинейность и разрывность.
Реверсивные преобразователи с раздельным управлением целесообразно использовать для питания машин большой мощности, где усложнение схем управления может быть оправдано уменьшением потерь и стоимости, связанных с применением уравнительных реакторов, а также тогда, когда не требуется высокого быстродействия.