Нагрузочная характеристика
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
В большинстве практических случаев выпрямители средней и большой мощности применяются не только для выпрямления переменного тока в постоянный, но должны позволять плавно регулировать среднее значение выпрямленного напряжения Ufj. Это обусловливается необходимостью стабилизации напряжения на нагрузке при изменении напряжения питающей сети или тока нагрузки, а также для регулирования напряжения для управления частотой вращения двигателей постоянного тока, при зарядке аккумуляторных батарей и т.п.
При использовании в выпрямителях неуправляемых вентилей среднее значение выпрямленного напряжения и, как это видно из (11), (22) и табл. 1, пропорционально напряжению U2 ф. Регулирование величины и^ в этом случае сводится к изменению напряжения U2 на вторичной стороне трансформатора с помощью отпаек, что не всегда удобно и сложно. Более широкое применение для регулирования напряжения на нагрузке получил способ, основанный на управлении во времени моментом отпирания вентилей выпрямителя за интервал проводимости. Он базируется на использовании в схеме выпрямителя управляемых вентилей— тиристоров, в связи с чем такой выпрямитель называют управляемым.
Однофазные управляемые выпрямители выполняются по схеме и нулевым выводом трансформатора и мостовой схеме. Принцип действия таких выпрямителей рассмотрим на примере схемы с нулевым выводом, а для мостовой схемы укажем лишь ее особенности.
Однофазная нулевая схема управляемого выпрямителя изображена на рис. 21,э. Она отличается от схемы неуправляемого, выпрямителя (см. рис. 16 6) тем, что диоды VI и V2 заменены тиристорами VC1 и 1/С.2„ 1
Аноды тиристоров присоединены к выводам вторичной обмотки а и Ь, а управляющие электроды связаны с системой управления СУ, которая формирует синхронно с напряжением их управляющие импульсы иу1 и иу2 и позволяет изменять их фазу относительно напряжений и2а и и2Ь источника питания.
Пусть на входе выпрямителя действует положительная полуволна напряжения (рис. 21,6), чему соответствуют полярности напряжений на обмотках трансформатора, указанные на рис. 21,а без скобок.
При использовании в схеме неуправляемых вентилей диод VI открылся бы в момент времени f0 (рис. 21,в), которое является для него моментом естественного отпирания. Тиристор, как отмечалось в § 2, отпирается при наличии положительного напряжения на аноде и отпирающего импульса на управляющем электроде. На интервале t0-t, тиристоры VC1, VC2 будут закрыты и к ним прикладывается напряжение вторичных обмоток трансформатора и2в и и2н' на тиристор VC1 - в прямом направлении, а на тиристор VC2 — в обратном. Напряжение на выходе выпрямителя ud = 0.
|
|
|
21. Однофазный управляемый выпрямитель с нулевой точкой: схема включения элементов; б и в — временные диаграммы напряжений и токов при активной нагрузке
В момент времени f, от системы управления СУ выпрямителя поступает на управляющий электрод тиристора VC1 отпирающий импульс uyi. В результате этот вентиль откроется с некоторой задержкой по отношению к началу положительной волны напряжения Uia и подключит нагрузку Rd на напряжение иг вторичной обмотки трансформатора.
Угол задержки, отсчитываемый от момента естественного отпирания вентиля, выраженный в градусах, называется углом управления или регулирования и обозначается буквой а. В момент отпирания тиристора VC1 напряжение ud на нагрузке Rd скачком возрастает и далее изменяется по кривой напряжения и2в. В момент t2 напряжение и2в меняет знак, тиристор VC1 запирается, в интервале t2—t3 оба вентиля будут закрыты и ток id в нагрузке не протекает. К тиристору VC1 прикладывается обратное напряжение, а к VC2 — прямое напряжение, равное и2Ь. В момент f3 подается отпирающий импульс Uy2 на тиристор VC2, он вступает в работу и остается открытым до момента t4. Далее через интервал, равный углу а, вновь вступит в работу тиристор VC1 и т.д.
При работе выпрямителя на активную нагрузку кривая выпрямленного тока id полностью повторяет форму кривой напряжения ud (рис. 21,в и д). На рис. 21,е построена кривая обратного напряжения ц,бр на тиристоре VC1 для случая работы схемы с углом регулирования а = 60°. В интервале f0— fi к тиристору VC1 приложено прямое напряжение ипр = u2e, в интервале ti~t2 тиристор VC1 открыт и падение напряжения на нем практически равно нулю. В момент f2, когда ток id равен нулю!, тиристор VC1 закрывается и к нему прикладывается обратное напряжение, равное - и2в, поскольку тиристор VC2 также закрыт.
Рис. 22. Регулировочные характеристики однофазного двухполупериодного выпрямителя:
1 — при активной и 2 — при активно-индуктивной нагрузках
|
|
|
|
|
|
Рис. 23. Однофазный мостовой управляемый выпрямитель: а.— схема включения элементов; б — д - временные диаграммы напряжений и токов
Количественные соотношения между другими величинами для однофазной нулевой схемы на управляемых вентилях приведены в табл. 1.
• Однофазная мостовая схема на управляемых вентилях изображена на рис. 23.а. Пусть значения напряжений их и и2 обмоток трансформатора Г равны. Для работы такого выпрямителя управляющие импульсы должны подаваться одновременно на два тиристора, расположенных в противоположных плечах моста. Пусть, например, в момент времени t, (рис. 23,6), определяемый углом а, от системы управления выпрямителя на тиристоры VC1 и VC3 подаются управляющие импульсы иух и иу2 (рис. 23,в), вентили открываются и в интервале t, — Г2 через нагрузку Rd протекает ток id. В момент Г2 вентили VCf и VC2 запираются, так как напряжение и2 проходит через нуль. В интервале t2—t3 к тиристорам VC1 и VC3 будет приложено обратное напряжение; равное половине напряжения и2 вторичной обмотки трансформатора, а к тиристорам VC2, VC4 - прямое напряжение такого же значения (рис. 23,d). (
Далее в момент f 3 подаются управляющие импульсы на следующую пару тиристоров - VC2, VC4 и они будут работать аналогично тиристорам VC1 и VC3, но только со смещением по фазе на 180° (интервал f3—г4),и т.д.
Кривые выпрямленного напряжения ud и тока id однофазной мостовой схемы на тиристорах (рис. 23;г) аналогичны соответствующим кривым для однофазной схемы со средней точкой. Будут также одинаковыми формы кривых токов через вентиль, а также кривые токов в первичной и вторичной обмотках трансформатора Г (рис. 23,6). Максимальное значение иобр на тиристорах, как и для случая работы схемы на диодах, определяется амплитудой напряжения и2, а в схеме с нулевым выводом — напряжением 2и2. По указанной причине тиристоры мостовой схемы следует выбирать на напряжение \/ТU2, т.е. вдвое меньше, чем в схеме с нулевой точкой. Электрические параметры рассмотренной схемы выпрямления приведены в табл.
|
|
|
http://leg.co.ua/knigi/rzia/poluprovodnikovye-vypryamiteli-8.html
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!