Тиристорные выпрямители, инверторы, ведомые сетью, и регуляторы переменного напряжения находят широкое применение в промышленности и на электрифицированном транспорте, имеют много общего как в силовой схеме, так и в системе управления. У них единая математическая структура и процессы коммутации. Вместе с тем выпрямительно-инверторные агрегаты и тиристорные регуляторы переменного напряжения как в теоретическом, так и практическом плане рассматриваются отдельно. О них пишут в разных книгах как о совершенно разных устройствах. Целью данной работы является объединить их в один класс по признаку единства уравнений, описывающих электромагнитные процессы. И затем на математической модели и экспериментальной установке показать это единство. В последнее время наблюдается переход от тиристорных к транзисторным схемам в модульном исполнении. Показав на примере тиристорных выпрямителей и регуляторов переменного напряжения, можно сделать вывод о единстве математических структур и для транзисторных преобразователей, ведомых сетью.
При математическом описании и моделировании устройств силовой электроники AC/DC и DC/AC целесообразно учитывать параметры в цепях постоянного и переменного тока. Введение параметров источников питания и электропередачи позволяет создать возможность варьирования параметрами в цепях AC и DC и обеспечить универсальность математической структуры для применения в исследованиях широкого класса преобразователей. Используя этот подход, покажем на примере тиристорных выпрямителей и регуляторов переменного напряжения единство их математической структуры, на основе которой предложена обобщенная математическая модель этих преобразователей.
Схема мостового тиристорного выпрямителя [1, 4] приведена на рис. 1, а. Она содержит шесть тиристоров, обозначенных по перекрестному принципу. Схема трехфазного тиристорного регулятора напряжения (ТРН) приведены на рис 1, б. Вэтой схеме тиристоры соединены попар но встречно параллельно и включены в цепь нагрузки. Введем единую нумерация тиристоров на этих двух схемах. К фазе А относятся тиристоры VS1 и VS4, к фазе В – VS3 и VS6 и к фазе С – VS5 и VS2.